ひずみ超格子構造による超高速光デバイスの研究

利用应变超晶格结构的超快光学器件研究

• 批准号: 05212212
• 负责人: 末宗 幾夫
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05212212/
• 关键词: ひずみ; 超格子; 半導体レーザ; 高速化; 微分利得; 原子層成長

ひずみ超格子レーザでは,ひずみの導入によりレーザの高速化が期待できることを理論的に指摘し,これまでその詳しい検討を行なった.一方実際に測定される特性を理論結果と比較すると,十分な性能がでていなかった.その主要因の一つとして量子井戸構造の界面揺らぎの問題を指摘し,この問題を解決するための原子層成長技術の研究,さらにヘテロ界面を原子レベルで評価する技術の開発を進めてきた.またこうした界面制御とともに残る問題として,レーザの変調特性に関与するヘテロ構造依存性,特にバンドオフセットの影響を理論的に検討した.ヘテロ界面の原子レベル評価を目指した研究では,原子間力顕微鏡(AFM)を用いて,HCI処理するとGaAs基板表面を一原子程度の凹凸に平坦化することが可能であること,また通常の超純水処理では,表面酸化による水溶液中への溶解により原子レベルの表面平坦性が劣化することを明らかにした.一方,滑り力の測定を併用することにより半導体ヘテロ界面で半導体を識別できることを新たに見いだした.光通信に用いられる1.3μmならびに1.55μmの半導体レーザは,通常InP基板上に成長されるが,バンドオフセットが低いためにキャリアがヘテロ障壁を越えて分布する.一方InGaAs基板上に成長したヘテロ構造では,より大きなバンドオフセットが可能になることが示されている.こうしたキャリア分布の違いを考慮すると,InP基板上では高速変調時にキャリア輸送律速の影響が大きいため,変調周波数の上限が低くなる.一方InGaAs基板上ではこうした劣化要因がなく,100GHzに近い高速変調特性が期待できることを示した.

从理论上讲，我们可以预期引入应变超晶格激光器会提高激光器的速度，并迄今已进行了详细的研究。另一方面，当我们将实际测量的属性与理论结果进行比较时，我们没有实现足够的性能。主要因素之一是量子井结构中界面波动的问题，并且还一直在研究原子层增长技术来解决此问题，并开发了一项技术来评估原子水平的异源界面。我们还从理论上研究了激光调制属性​​的异质结构依赖性，尤其是频带偏移的效果，这是在接口控制中仍然存在的问题。在一项针对异性空间原子水平评估的研究中，可以将GAAS底物的表面平稳化，以通过HCI处理使用原子力显微镜（AFM）进行大约一个原子的凹形和凸度，并在通常的超级水处理中，在通常的超级水处理中，在表面上溶解了表面溶解度的溶解度，因此在表面上溶解了该溶解度的氧化均应溶解度。另一方面，新发现的是，可以使用相同的滑动力测量在半导体异界面上识别半导体。尽管通常在INP底物上生长1.3μm和1.55μm的半导体激光器，但由于低带偏移，载体分布在异性载体之外。另一方面，已经表明，在INGAAS底物上生长的异质结构可以更大的频带偏移。考虑到载流子分布的差异，在INP底物的高速调制过程中，载体传输速率极限很大，调制频率的上限降低。在INGAAS底物上，没有这种降解因子，并且可以预期的高速调制特性接近100 GHz。

项目成果

K.Miyakoshi: "Comparison of Triethylgallium and Its Amine-adduct on Gas-Phase Reaction with Trimethylamine-alane" J.Cryst.Growth. (発表予定).

K.Miyakoshi：“三乙基镓及其胺加合物与三甲胺铝烷气相反应的比较”J.Cryst.Growth（待提交）。

K.Fujii: "Atomic Layer Epitaxy of AlAs Using Trimethylamine-Alane and Amino-As" Appl.Phys.Lett.62. 1420-1422 (1993)

K.Fujii：“使用三甲胺-铝烷和氨基-As 进行 AlAs 原子层外延”Appl.Phys.Lett.62。

末宗幾夫: "半導体レーザの高性能化と応用技術" ミマツデータシステム, 21 (1993)

末宗郁夫：“半导体激光器的高性能及其应用技术” Mimatsu Data System，21（1993）

H.Ishikawa: "Analysis of Temperature Dependent Optical Gain of Strained Quantum Well Taking Account of Carriers in The SCHLayer" IEEE Photon.Technol.Lett.(発表予定).

H.Ishikawa：“考虑 SCHLayer 中的载流子，分析应变量子阱的温度相关光学增益”IEEE Photon.Technol.Lett。

K.Miyakoshi: "Study of Mchanism to Control Electrical Properties of AlAs Grown Using Amine-alane with Metalorganic Molecular-Beam Epitaxy" Appl.Phys.Lett.(発表予定).

K.Miyakoshi：“使用胺铝烷与金属有机分子束外延生长的 AlAs 电性能控制机制的研究”Appl.Phys.Lett.（待提交）。