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研究概要

電波の透過性と、光の高分解能の両方の性質を有するテラヘルツ光は、各種透視・非破壊検査用の光源として幅広い応用分野での利用が期待されています。我々は、大変コンパクトで携帯可能、高出力なテラヘルツ光源として期待されている、テラヘルツ量子カスケードレーザー(THz-QCL)の開発を行っています。新規量子サブバンド構造や窒化物半導体などの導入により、これまで不可能であった室温発振や動作周波数領域の拡大を行うことにより、社会への実装を目指したTHｚ－QCLの開発を行っています。次世代のコンパクト・テラヘルツイメージング素子を開発することにより、近未来の豊かな社会の実現を目指しています。

研究分野

光デバイス工学、量子エレクトロニクス、半導体物性

キーワード

テラヘルツ、量子カスケードレーザ、サブバンド間遷移、窒化物半導体レーザー，分子線エピタキシー

研究テーマ

1. 新しい量子構造を用いた低周波数THz-QCLの高性能化
2. 室温動作THz-QCLの実現へ向けた技術開拓
3. 窒化物半導体を用いた未開拓波長5-12 THz帯QCLの開発

主要論文

1. Wang, L., Lin, T., Wang, K., Grange, T., Birner, S. and Hirayama, H.: “Short-period scattering-assisted terahertz quantum cascade lasers operating at high temperatures” , Scientific Reports Vol. 9, No. 9446 (2019).
2. Wang, L., Lin, T., Wang, K., and Hirayama, H.: “Parasitic transport paths in two-well scattering-assisted terahertz quantum cascade lasers” , Applied Physics Express, Vol. 12, No. 8, pp. 082003-1-5 (2019).
3. Lin, T., Wang, L., Wang, K., Grange T. and Hirayama, H.: “Optimization of terahertz quantum cascade lasers by suppressing carrier leakage channel via high-energy state”, Appl. Phys. Express, vol. 11, No. 11, 112702 1-5 (2018).
4. Wang, K., Grange, T., Lin, T., Wang, L., Jehn, Z., Birner, S., Yun, J., Terashima, W. and Hirayama, H.: “Broading mechanisms and self-consistent gain calculation for GaN quantum cascade laser structures” , Appl. Phys. Lett., vol. 113, No. 6, 061109 1-5 (2018).
5. Wang, K., Lin, T., Wang, L., Terashima, W. and Hirayama, H.: “Controlling loss of waveguides for potential GaN terahertz quantum cascade lasers by tuning the plasma frequency of doped layers” , Jap. J. Appl. Phys. Vol. 57, No. 8, 081001 1-5 (2018).

主要メンバー