【公開日：2025.01.09】【最終更新日：2025.01.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM0164
利用課題名 / Title
半導体量子構造を用いた電流注入型光源デバイス作製
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
光導波路/ Optical waveguide,光デバイス/ Optical Device,CVD,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
尾崎 信彦
所属名 / Affiliation
和歌山大学システム工学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
池田 直樹,渡辺 英一郎
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-604：マスクレス露光装置 [DL-1000/NC2P]
NM-615：ICP-RIE装置 [RIE-101iPH]
NM-638：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #2]
NM-633：SiO2プラズマCVD装置 [PD-220NL]
NM-608：スパッタ装置 [JSP-8000]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
医療用断層イメージング技術である光干渉断層計(OCT)に有用な近赤外広帯域光源として、独自手法により中心波長が制御された複数のInAs量子ドット(QD)層を含有する電流注入型広帯域光源(SLD)の開発を行った。積層するQDの成長条件をOCTに有用な波長範囲で広帯域な発光が得られるよう最適化し、最大約180 nmの広帯域ELスペクトルを得た。
実験 / Experimental
分子線エピタキシー法により、厚さ約300 nmのGaAs層内にInAs-QDを3層含むサンプルをGaAs(100)基板上に成長した。各層のQDは異なる成長条件により発光中心波長を制御し、広帯域発光が得られるようにした。GaAs活性層は厚さ1.5 umのp-/n-Al0.35Ga0.65Asクラッド層で挟み、光学および電子閉じ込め構造とした。成長したサンプルに対し、微細加工によってリッジ型導波路を加工後、両面に金属蒸着を行って電極を形成し、長さ4 mmのチップに劈開してSLDチップデバイスとした。
結果と考察 / Results and Discussion
作製したSLDチップデバイスに電流を注入し、室温にてエレクトロルミネセンス(EL)を測定した。波長領域が1050–1350 nmに渡る広帯域な発光が観測され、注入電流量増加に伴い発光帯域が増加した。スペクトル形状が単峰性を維持しながら、半値全幅約180 nmの広帯域ELスペクトルを得た。この結果から、成長条件を最適化した積層QDによるSLDデバイスのOCT光源としての有用性が示された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 発表学会名：23rd Int. Conf. Molecular Beam Epitaxy (ICMBE2024) 発表日：2024年9月12日 講演番号：TH-PS-38 講演者、発表タイトル：T. Yokota, et al., "Emission wavelength control of InAs quantum dots via the growth conditions of the capping layers for broadband superluminescent diode applications"
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件