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| 講演名 | 2011-12-15 13:00 ［招待講演］テラヘルツ量子カスケードレーザの進展と今後の展望 ○平山秀樹・寺嶋 亘・林 宗澤（理研）  ED2011-113 |
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| 抄録 | （和） | テラヘルツ量子カスケードレーザ（THz-QCL）は、小型・高効率、長寿命、狭線幅、連続出力、安価なテラヘルツレーザ光源として、各種非破壊・透視検査など幅広い応用分野においてその利用が期待されている。しかし、THz-QCLは現在開発途上にあり、低温動作しか得られず、また、実現された周波数領域も限られている。本研究では、THz-QCLの動作温度の高温化と周波数領域の拡大を目的として研究開発を行っている。最近我々はGaAs/AlGaAs-QCLの3.7 THzにおけるレーザ発振を実現し、最高動作温度143K、閾値電流密度0.8 KA/cm2を得た。さらに高Al組成バリアを用いることで閾値電流密度の低減を確認した。また、THz-QCLの未踏周波数領域5-12THz帯の開拓と動作温度の高温化を目指して、III族窒化物半導体を用いたTHz-QCLの開発を行った。RF-MBE法を用いてGaN/AlGaN系QCL構造を作製し、その構造及び発光特性を評価した。MBE結晶成長においてDETA法を導入し良好なQCL多層構造を実現した。QCL構造に電流注入を行うことで、1.4～2.8THzのサブバンド間遷移による自然放出光スペクトルの観測に始めて成功した。 |
| （英） | Terahertz-quantum cascade lasers (THz-QCLs) are small-size, continuous-wave (cw) and long-lifetime THz light sources with high-efficiency, high-power, narrow line-width properties. For these reasons, there is strong demand for developing a practically applicable THz-QCL especially for the applications in non-destructive investigations. We are studying on GaAs and III-nitride-based THz-QCLs, for the purpose of achieving higher operating temperature (>230K) and unexplored frequency range (0.5-1THz and 5-12THz) on THz-QCLs. Recently, we achieved 3.7 THz lasing from GaAs/AlGaAs THz-QCL. We obtained maximum operating temperature (Tmax) of 143 K and minimum threshold current density (Jth) of 0.8 KA/cm2. We also observed Jth reductions of the GaAs/AlGaAs QCLs as increasing the Al-composition of AlGaAs barriers. We also developing THz-QCLs using III-nitride semiconductors, for the purpose of realizing 5-12 THz frequency range QCLs. We fabricated GaN/AlGaN QCL structures successfully by using a droplet elimination by thermal annealing (DETA) technique in MBE growth. We then achieved first spontaneous electroluminescence by intersubband transition in GaN-based THz-QCL structures, with peak frequencies from 1.4 to 2.8 THz. | |
| キーワード | （和） | テラヘルツ / 量子カスケードレーザ / MBE結晶成長 / サブバンド遷移発光 / / / / |
| （英） | terahertz wave / quantum cascade laser / MBE crystal growth / intersubband transition / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 111, no. 338, ED2011-113, pp. 75-78, 2011年12月. | |
| 資料番号 | ED2011-113 | |
| 発行日 | 2011-12-07 (ED) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | ED2011-113 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
| 開催期間 | 2011-12-14 - 2011-12-15 |
| 開催地（和） | 東北大学 電気通信研究所 片平キャンパス内 ナノ・スピン総合研究棟 |
| 開催地（英） | Tohoku University |
| テーマ（和） | ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム |
| テーマ（英） | Milimeter wave, terahertz device and systems |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ED |
| 会議コード | 2011-12-ED |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | テラヘルツ量子カスケードレーザの進展と今後の展望 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Recent progress and future prospects of terahertz quantum cascade lasers |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | テラヘルツ / terahertz wave |
| キーワード(2)（和/英） | 量子カスケードレーザ / quantum cascade laser |
| キーワード(3)（和/英） | MBE結晶成長 / MBE crystal growth |
| キーワード(4)（和/英） | サブバンド遷移発光 / intersubband transition |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 平山 秀樹 / Hideki Hirayama / ヒラヤマ ヒデキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 独立行政法人理化学研究所 (略称： 理研) RIKEN (略称： RIKEN) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 寺嶋 亘 / Wataru Terashima / テラシマ ワタル |
| 第2著者 所属（和/英） | 独立行政法人理化学研究所 (略称： 理研) RIKEN (略称： RIKEN) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 林 宗澤 / Tsung-Tse Lin / リン ソウタク |
| 第3著者 所属（和/英） | 独立行政法人理化学研究所 (略称： 理研) RIKEN (略称： RIKEN) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2011-12-15 13:00:00 |
| 発表時間 | 40分 |
| 申込先研究会 | ED |
| 資料番号 | ED2011-113 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | no.338 |
| ページ範囲 | pp.75-78 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2011-12-07 (ED) |
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