Realization of integrated high sensitivity electric field sensor using quantum dot superlattice

利用量子点超晶格实现集成高灵敏度电场传感器

基本信息

批准号：
22K04218
负责人：
和田修
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、本研究プロジェクトの核となる量子ドット（QD)超格子構造における電気光学係数の評価を目指し、QD導波路構造素子の製作と基礎特性の評価を重点として研究を進めた。素子製作については、低温成長GaAs層を含むInAs量子ドット超格子を有する導波路素子の設計・製作を行った。上部電極層と導電性基板との間に39周期のQD層からなるQD超格子が挟まれた構造をMBE法で結晶成長し、このウエハを用いて縦方向電界印加が可能なリッジ型導波路構造を形成することにより、導波路素子を得た。さらにこの素子の基礎特性を評価し、基本的なI-V特性および発光特性が観測できることを確かめた。本素子のEO係数の評価を行うためのEO効果計測光学系を新規に設計・構築した。本系ではQD導波路に1500 nm帯の光を導入し、逆方向電圧印加時の導波路内でのEO効果によって生ずる偏光変化を計測することにより、EO係数特性を評価することが目標である。光学系の基本構成としては、ファイバ出力型レーザ光源を用い、偏光子、試料、λ/4板、偏光ビームスプリッターを用いて、偏光変化成分のEO検出を行うものである。本年度はこの系の基本的構成の構築を開始し、基本的な光信号の入出力特性を確かめることができた。QD超格子のEO係数の評価を行うためには、EO効果を含めた導波路偏光特性の解析法が必要である。これに向けて、リッジ型導波路構造における光閉じ込め係数を等価屈折率法によって求め、基本的な解析法の準備を行った。新たな導波路素子の製作に備えた設計・作製プロセスについての基礎的検討として、光リソグラフィとウエットエッチングを用いた作製プロセスにおける条件出しなどを開始した。

今年，我们的目标是评估量子点（QD）超晶格结构中的电光系数，这是该研究项目的核心，重点是QD波导结构元件的制作及其基本性能的评估。在器件制造方面，我们设计并制造了一种具有 InAs 量子点超晶格的波导器件，其中包含低温生长的 GaAs 层。采用 MBE 方法晶体生长由 39 周期 QD 层组成的 QD 超晶格，该结构夹在上电极层和导电基板之间，该晶片用于创建可应用的脊型波导通过形成该结构获得了波导元件。此外，我们评估了该器件的基本特性，并确认可以观察到基本的 I-V 特性和发光特性。我们设计并构建了一种新的EO效应测量光学系统来评估该装置的EO系数。在该系统中，目标是通过将 1500 nm 波段的光引入 QD 波导并测量施加反向电压时波导内 EO 效应引起的偏振变化来评估 EO 系数特性。光学系统的基本配置是使用光纤输出激光光源、偏振器、样品、λ/4板和偏振分束器对偏振变化分量进行EO检测。今年，我们开始构建该系统的基本配置，并能够确认光信号的基本输入/输出特性。为了评估QD超晶格的EO系数，需要一种分析包括EO效应的波导偏振特性的方法。为此，我们使用等效折射率法确定了脊型波导结构中的光学限制系数，并准备了基本分析方法。作为为生产新型波导器件而准备的设计和制造工艺的基础研究，我们已经开始确定使用光学光刻和湿法蚀刻的制造工艺的条件。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

National Tsing Hua University/National Taiwan Normal University(その他の国・地域(Taiwan))

国立清华大学/国立台湾师范大学（其他国家/地区（台湾））

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Mechanism of THz dielectric constant enhancement in multi-component oxide glasses investigated by infrared and THz spectroscopies

红外和太赫兹光谱研究多组分氧化物玻璃中太赫兹介电常数增强的机制

DOI：
10.1016/j.jpcs.2023.111237
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Physics and Chemistry of Solids
影响因子：
4
作者：
Osamu Wada;Doddoji Ramachari;Chan-Shan Yang;Yukihiro Harada;Takashi Uchino;Ci-Ling Pan
通讯作者：
Ci-Ling Pan