窒化物半導体の非線形光学定数の精密評価と内部電界による制御

氮化物半导体非线性光学常数的精确评估和内部电场控制

基本信息

批准号：
19032003
负责人：
近藤高志
金额：
$ 5.12万
依托单位：
The University of Tokyo
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

バルク試料を用いた回転型メーカーフリンジ法とウェッジ法とを併用することでSiCとGaNのintrmsicな非線形光学定数(d=x^<(2)>/2)の精密測定をおこなった。また, MBE法によるGaN周期極性反転構造の作製と導波路作製に取り組んだ。1. SiCの非線形光学定数精密測定GaNエピタキシャル薄膜の非線形光学定数をはかる準備として, 基板材料となるSiCの非線形光学定数評価をおこなった。その結果は以下のとおり。6H-SiCの非線形光学定数は, d_<31>=6.7pm/V, d_<15>=6.5pm/V, d_<33>=-12.5pm/V。4H-SiCの非線形光学定数は, d_<31>=6.5pm/V, d_<15>=6.7pm/V, d_<33>=-11.7pm/V。両者は測定誤差の範囲内で一致しているが, 4H-SiCのd_<33>が若干小さく, 理想的四面体構造に対して予想されるd_<33>/d_<31>=-2からのずれが大きい。これは, 4H-SICが6H-SiCと比較して格子の歪みが大きいことを反映している。2. GaNの非線形光学定数精密測定液相成長のバルク試料とエピタキシャル成長自立基板を試料として用い, GaNのintrinsicな非線形光学定数の精密測定をおこない, 以下の結果が得られた。d_<31>=2.4pm/V, d_<15>=2.5pm/V, d_<33>=-3.8pm/V。GaNは理想的四面体構造からの歪みが大きく, その結果, d_<33>/d_<31>=-2の関係から大きくずれている。また, この結果は, エピタキシャル薄膜試料を用いて測定された既報の値と比較してかなり小さく, これまでの測定に内部電界と3次非線形光学効果の影響が混入していたことをうかがわせる。3. 周期極性反転GaN導波路の作製MBEによるGaNエピタキシャル膜の格子極性制御の再現性を確認した上で, 疑似位相整合波長変換デバイス作製に不可欠な周期極性反転GaNの作製をおこなった。また, 導波路デバイス作製プロセス開発の第一段階としてリフトオフによるリブ構造作製が可能であることを示した。

通过使用旋转制造商的条纹方法和使用大量样品的楔形方法，我们对SIC和GAN的内部非线性光学常数（D = X^<（2）>）进行了精确测量。此外，我们使用MBE方法来制造GAN周期性极性反转结构和波导制造。 1。SIC的精度测量，以准备测量GAN外延薄膜的非线性光学常数，我们评估了SIC的非线性光学常数，SIC是底物材料。结果如下：6H-SIC的非线性光学常数为d_ <31> = 6.7pm/v，d_ <15> = 6.5pm/v，d_ <33> = -12.5pm/v。 4H-SIC的非线性光学常数为d_ <31> = 6.5pm/v，d_ <15> = 6.7pm/v，d_ <33> = -11.7pm/v。尽管两个在测量误差范围内的重合，但4H-SIC的d_ <33>稍小，并且偏离D_ <33>/d_ <31> = -2，这对于理想的四面体结构而言是期望的。与6H-SIC相比，这反映了4H-SIC的晶格失真更大。 2。使用液相生长的大量样品和外延生长的独立底物进行了GAN非线性光学常数的精度测量，并获得了以下结果。 d_ <31> = 2.4pm/v，d_ <15> = 2.5pm/v，d_ <33> = - 3.8pm/v。 GAN与理想的四面体结构具有很大的失真，因此，它与关系d_ <33>/d_ <31> = -2的关系显着不同。此外，与使用外延薄膜样品测量的先前报道的值相比，该结果非常小，这表明在先前的测量中混合了内部电场和二次非线性光学效应的影响。 3。在确认MBE对GAN外延膜的晶格极性控制的可重复性后，我们制造的周期性极性倒置后，我们制造了周期性极性倒置GAN，这对于制造伪相匹配波长转换设备的假相位至关重要。它还表明，波导装置制造过程开发的第一步可用于通过升降机制造肋骨结构。