多体クーロン相互作用を含む利得理論計算の実用化と高品質量子細線レーザーによる検証
【研究分野】電子・電気材料工学
【研究キーワード】
量子細線 / 半導体レーザー / 光学利得 / 多体効果 / 理論計算 / 薄膜・量子構造 / レーザー / MBE / へき開再成長
【研究成果の概要】
半導体レーザーの利得性能計算には、自由電子近似に基づくバンド理論が用いられてきた。本研究では、計算パラメータをk・p 摂動論に基づいて決定し、1 次元量子細線系と2 次元量子井戸系用のキャリア間多体クーロン相互作用を平均場近似で取り入れ、レーザーのモード利得を定量的に計算する理論を、コードとして試作した。遮蔽クーロン相互作用の波数依存性を無視した計算も行った。実験では、高品質3周期T型量子細線試料を用いて、利得スペクトルのキャリア密度依存性を精密測定した。理論により得られた定量的利得スペクトルやピーク利得値を実験と比較して、開発した理論の有用性を明らかにした。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【配分額】19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)