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J-GLOBAL ID：201502269982814276   整理番号：15A0472027

超低しきい値の単層半導体ナノ共振器レーザー

Monolayer semiconductor nanocavity lasers with ultralow thresholds

著者 (14件)： WU Sanfeng (Univ. Washington, Washington, USA) ,  SCHAIBLEY John R. (Univ. Washington, Washington, USA) ,  FENG Liefeng (Univ. Washington, Washington, USA) ,  XU Xiaodong (Univ. Washington, Washington, USA) ,  BUCKLEY Sonia (Stanford Univ., California, USA) ,  VUCKOVIC Jelena (Stanford Univ., California, USA) ,  FENG Liefeng (Tianjin Univ., Tianjin, CHN) ,  YAN Jiaqiang (Oak Ridge National Lab., Tennessee, USA) ,  MANDRUS David G. (Oak Ridge National Lab., Tennessee, USA) ,  YAN Jiaqiang (Univ. Tennessee, Tennessee, USA) ,  MANDRUS David G. (Univ. Tennessee, Tennessee, USA) ,  HATAMI Fariba (Humboldt Univ., Berlin, DEU) ,  YAO Wang (Univ. Hong Kong, Hong Kong, CHN) ,  MAJUMDAR Arka (Univ. Washington, Washington, USA)
資料名： Nature (London)  (Nature (London))
巻： 520  号： 7545  ページ： 69-72  発行年： 2015年04月02日 
JST資料番号： D0193B  ISSN： 0028-0836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 短報  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： フォトニック共振器を使ってナノメートルスケールの発光体の電磁環境を設計すれば,パーセル領域の共振器量子電気力学を通して,その自然放出率を大きく高めることができる。この効果によって,発光体のレーザー発振しきい値を大幅に低減でき,設置面積が小さく,低消費電力で,超高速変調できる低しきい値レーザーシステムが得られる。超低しきい値のナノスケールレーザーの開発は,フォトニック結晶共振器(PCC)に量子ドットを埋め込むことで成功している。しかし,ドットの位置がランダムで組成がゆらぐ,電流注入が極めて難しい,電子回路との互換性がないなど,いくつかの困難な課題があるため,このアーキテクチャーの実用化は妨げられている。本論文では,新しいレーザー発振方式を報告する。すなわち,二セレン化タングステン単層という原子レベルで薄い結晶半導体を,前もって作製したPCCの表面へ利得媒質として非破壊的かつ決定論的に導入した。その結果,光ポンピングしきい値が130Kで27nWと低く,可視光領域で動作する連続波ナノレーザーが実現された。この値は,量子ドットPCCレーザーで達成された値と同程度である。このレーザー発振作用の鍵となるのは,利得媒質の単層性であり,この層が,PCC表面の1nm以内に直接遷移型励起子を閉じ込める。この表面利得構造から,これまでにない利用可能性が得られるため,静電ゲーティングや電流注入などの外部制御を通して,利得特性を調節する能力が得られ,電気的なポンプ動作が可能になる。我々の方式はスケーラブルであり,オンチップ光通信技術に使う集積フォトニクスと互換性がある。Copyright Nature Publishing Group 2015

シソーラス用語： *半導体レーザ ,  *微小共振器 ,  単一層 ,  閾値 ,  レーザ発振 ,  ナノ構造 ,  レーザシステム ,  ゲート回路 ,  タングステン ,  量子電気力学 ,  光ポンピング ,  光学設計 ,  物質 ,  消費電力 ,  光変調 ,  フォトニック結晶 ,  量子ドット ,  ゆらぎ ,  注入 ,  電子回路 ,  利得 ,  光通信 ,  静電気 ,  レーザ
準シソーラス用語： 共振器量子電気力学 ,  電流注入 ,  発光体 ,  *微小共振器レーザ

分類 (1件)： 半導体レーザ  (BD04070L)

タイトルに関連する用語 (4件)： しきい値 ,  単層 ,  ナノ共振器 ,  レーザー