ナノマテリアルテクノロジー分野(日亜寄付講座)

 

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特任教授 北田 貴弘    特任准教授 南 康夫      特任助教 盧 翔孟

 

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研究課題

当研究室では、高度情報化社会を支える基盤技術として先端的な「もの作り」技術の開発を基本理念に、半導体ナノ構造による新規光デバイスの創製を目指した研究を行っています。半導体量子構造の高効率・超高速な非線形光学応答特性のダイナミクスの追求と、それを実現するために必要なナノスケールの構造作製プロセス技術など、構造作製から特性評価まで新しいナノ領域の半導体技術の一貫した研究を進めています。

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研究トピックス

●半導体量子ドットと多層膜微小共振器構造を用いた超高速全光スイッチ

半導体多層膜共振器構造による光電場強度増大効果と、共振器層に埋め込んだInAs量子ドットの大きな非線形性を用いています。2psという超高速応答の光カーゲートスイッチ信号を観測しました。

三結合共振器構造を用いると、三つの波長の光強度を増大でき、四光波混合過程による波長変換に利用できます。フェムト秒レーザによる二波長の入射により、波長変換された信号を観測しました。

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●テラヘルツ光発生半導体素子

半導体多層膜の結合共振器構造を用いて新しいテラヘルツ光発生素子を考案し、その基本特性を評価しています。結合共振器の二つのモードの光をフェムト秒レーザにより照射することで、それらの差周波発生によるテラヘルツ光を明瞭に観測しました。結合共振器構造自身で二つのモードの光を生成する二波長面発光レーザ素子を開発しています。電流注入によるほぼ等強度での二波長レーザ発振に成功しました。これにより、室温で動作する集積可能な新しいタイプの半導体面型テラヘルツ波光源素子の実現が期待できます。

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