テラヘルツ量子素子研究チーム
Terahertz Quantum Device Research Team

チームリーダー

平山 秀樹Hideki Hirayama

博士(工学)

平山 秀樹

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hirayama [at] riken.jp

光量子工学研究センター
テラヘルツ量子素子研究チーム

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2番1号
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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おります。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)の開発を行っております。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の開発を行っております。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おります。

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
平山T研究画像

テラヘルツ量子カスケードレーザー(THz-QCL)の構造と動作特性

主要論文

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Lin, T. and Hirayama, H.: “Variable barrier height AlGaAs/GaAs quantum cascade laser operating at 3.7 THz”, physica status solidi (a), Vol. 125, pp. 1700424 (2017).
  5. Lin, T. T. and Hirayama, H.: “Design for stable lasing of an indirect injection THz quantum cascade laser operating at less than 2 THz”, International Journal of Materials Science and Applications, Vol. 6, No. 5, pp. 230-234 (2017).

主要メンバー

平山 秀樹Hideki Hirayamaチームリーダー
定 昌史Masafumi Jo専任研究員
林 宗澤Tsung Tse Lin研究員
WANG KeKe Wang研究員
WANG LiLi Wang特別研究員
KHAN Muhammad AjmalMuhammad Ajmal Khan基礎科学特別研究員
藤川 紗千恵Sachie Fujikawa客員研究員