希土類添加半導体の秩序制御と高次発光機能の発現

稀土掺杂半导体的有序控制及高阶发光函数的表达

基本信息

批准号：
19018014
负责人：
藤原康文
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

現在の半導体レーザ技術は環境温度に対する発振波長の不安定性など、根本的な問題を数多く内包している。本研究では希土類元素特有の発光特性(たとえば、希土類元素発光はバンド間遷移発光に比べて極めて高い波長温度安定性(0.001mm/K)を示す)に着目し、「電流注入による希土類発光準位を介する誘導放出」を用いた波長超安定新規半導体レーザ実現の可能性を探ることに最終目標を設定する。本硬究期間内(平成19〜20年度)では平成17〜18年度の研究成果を踏まえて、研究対象を実デバイス構造試料へ移し、電流注入によるEr励起・緩和機構を明らかにするとともに、その知見に基づくデバイス構造の設計・試作により、電流注入下での高次発光機能の発現に研究の焦点を絞った。1.有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法によりEr添加濃度が極めて低いGaAs:Er,0(1x10^17cm^-3程度)を作製し、光励起によるEr発光特性の測定温度依存性を調べた。低温域で発現する新奇な発光挙動を観測し、Cの関与したオージェ過程によることを明らかにした。2.それを活性層としたレーザ構造を作製し、GaAsバンド端レーザ発振の可能性と、バンド端レーザ発振がEr-20発光にえる影について調べた。希土類添加半導体を母体として初めて電流注入下でGaAsバンド端レーザ発振を観測することに成功した。また、自然放出領域では、注入キャリアによるオージェ過程によりEr-20発光強度が減少した。一方、誘導放出領域では、Er-20発光強度は一定値を示した。

当前的半导体激光器技术存在许多基本问题，包括振荡波长相对于环境温度的不稳定。在这项研究中，我们重点研究了稀土元素特有的发光特性（例如，稀土元素发光与带间跃迁发光相比表现出极高的波长温度稳定性（0.001 mm/K）），并着眼于最终目标探索利用“受激发射”实现具有超稳定波长的新型半导体激光器的可能性。在本研究期间（2007-2007财年），我们在2005-2005财年的研究成果的基础上，将研究目标转向实际器件结构样品，阐明了电流注入引起的Er激发/弛豫机制，并通过设计和原型制作基于我们的知识的器件结构，我们将研究重点放在电流注入下高阶发光函数的表达上。 1. 采用金属有机气相外延（OMVPE）方法制备了极低Er掺杂浓度的GaAs:Er,0（约1x10^17cm^-3），并测量了光激发Er发射特性的温度依赖性被调查。我们观察到在低温下发生的一种新颖的发光行为，并揭示这是由于涉及 C 的俄歇过程所致。 2.利用其作为有源层制作了激光器结构，研究了GaAs带边激光振荡的可能性以及带边激光振荡对Er-20发射的影响。我们首次成功观测到以稀土掺杂半导体为基体的电流注入下的GaAs带边激光振荡。此外，在自发发射区，由于注入载流子引起的俄歇过程，Er-20发射强度降低。另一方面，在受激发射区域，Er-20发射强度呈现恒定值。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ultrafast carrier-trapping in Er-doped and Er, O-codoped GaAs revealed by pump and probe technique

泵浦和探针技术揭示了掺铒和铒、氧共掺 GaAs 中的超快载流子捕获

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Physica B 401-402
影响因子：
0
作者：
鬼頭稔;渡邊純兵;竹下隆晴;西田保幸;Y. FUJIWARA;Takaharu Takeshita;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;K. FUJII;Y. FUJIWARA
通讯作者：
Y. FUJIWARA

Direct observation of picosecond-scale energy-transfer processes in Er, O-codoped GaAs by pump-prove reflection technique

通过泵浦证明反射技术直接观察Er、O共掺杂GaAs中的皮秒级能量转移过程

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Physics of Semiconductors, AIP Conference Proceedings 893
影响因子：
0
作者：
Y.;FUJIWARA
通讯作者：
FUJIWARA

Terahertz radiation from Er,O-codoped GaAs surface grown by organometallic vapour phase epitaxy

有机金属气相外延生长的 Er,O 共掺杂 GaAs 表面的太赫兹辐射

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Applied Physics Letters (印刷中)
影响因子：
0
作者：
安井遼;鈴木雄斗;松岡成居熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA;Y. TERM;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;K. YAMAOKA;K. SHIMADA;Y. TERM;K. FUJII;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;藤原康文;Y. FUJIWARA;Y. TERAI;Y. TERAI;K. SHIMADA;A. FUJITA;K. FUJII;K. SHIMADA
通讯作者：
K. SHIMADA

Mechanism of excitation and relaxation in Er, O-codoped GaAs for 1.5Mm light-emitting devices with extremely stable stable wavelength

Er、O共掺GaAs用于1.5Mm发光器件的激发和弛豫机制，具有极其稳定的稳定波长

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Physica Status Solidi(a) 205
影响因子：
0
作者：
Y.;FUJIWARA
通讯作者：
FUJIWARA

TEGa, TBAsを用いた有機金属気相エピタキシャル法による低温GaAsの作製

采用 TEGa、TBAs 有机金属气相外延法制备低温 GaAs

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
材料 56
影响因子：
0
作者：
安井遼;鈴木雄斗;松岡成居熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA;Y. TERM;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;K. YAMAOKA;K. SHIMADA;Y. TERM;K. FUJII;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;藤原康文;Y. FUJIWARA;Y. TERAI;Y. TERAI;K. SHIMADA;A. FUJITA;K. FUJII;K. SHIMADA;Y. FUJIWARA;日高圭二
通讯作者：
日高圭二

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通讯作者：
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通讯作者：
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发表时间：
2019
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0
作者：
山内あさひ;小松天太;池田和久;上杉謙二郎;正直花奈子;三宅秀人;彦坂年輝;布上真也;森川隆哉;藤原康文;上向井正裕;谷川智之;片山竜二;M. Uemukai，S. Yamaguchi，A. Yamauchi，D. Tazuke，A. Higuchi，R. Tanabe，T. Tanikawa，T. Hikosaka，S. Nunoue，Y. Hayashi，H. Miyake，Y. Fujiwara and R. Katayama;Y. Morioka，M. Uemukai，T. Tanikawa，K. Uesugi，K. Shojiki，H. Miyake2，T. Morikawa，Y. Fujiwara and R. Katayama;T. Komatsu，R. Noro，M. Uemukai，T. Tanikawa and R. Katayama;D. Tazuke，A. Higuchi，T. Hikosaka，T. Oka，S. Nunoue，M. Uemukai，T .Tanikawa and R. Katayama;A. Higuchi，D. Tazuke，T. Hikosaka， T. Oka，S. Nunoue，M. Uemukai，T. Tanikawa and R. Katayama;T. Nagata，S. Umeda，T. Hikosaka，S. Nunoue，T. Morikawa，Y. Fujiwara，M. Uemukai，T. Tanikawa and R. Katayama;S. Umeda，T. Nagata，T. Hikosaka，S. Nuoue，T. Morikawa，Y. Fujiwara，M. Uemukai，T. Tanikawa and R. Katayama;Y. Morioka，M. Uemukai，K. Uesugi，K. Shojiki，H. Miyake，T. Morikawa，Y. Fujiwara，T. Tanikawa and R. Katayama;A. Yamauchi，T. Komatsu，K. Ikeda，K. Uesugi，K. Shojiki，H. Miyake，T. Hikosaka，S. Nunoue，T. Morikawa，Y. Fujiwara，M. Uemukai，T. Tanikawa and R. Katayama;Ryo Tanabe，Naoki Yokoyama，Masahiro Uemukai，Tomoyuki Tanikawa and Ryuji Katayama;Takumi Nagata，Masahiro Uemukai，Toshiki Hikosaka，Shinya Nunoue，Takaya Morikawa，Yasufumi Fujiwara，Tomoyuki Tanikawa and Ryuji Katayama
通讯作者：
Takumi Nagata，Masahiro Uemukai，Toshiki Hikosaka，Shinya Nunoue，Takaya Morikawa，Yasufumi Fujiwara，Tomoyuki Tanikawa and Ryuji Katayama