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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

チームリーダー平山秀樹（D.Eng.）

English Page

研究概要

当チームでは、高性能半導体テラヘルツ量子素子の研究開発を行っています。まず、半導体超格子構造のサブバンド間発光を利用した1-100テラヘルツ帯量子カスケードレーザーの開発を行います。そのために、いまだ明らかにされていない、半導体量子カスケード構造のテラヘルツ領域での光物性を解明し、高効率テラヘルツ発光・吸収を実現します。また、量子カスケード構造のサブバンド間吸収、あるいはそれによるバンド間遷移確率の変化を利用した、高感度テラヘルツ検出器や、テラヘルツ光による赤外光変調器などの研究開発を行い、次世代の高性能テラヘルツイメージングシステムの基礎を築きます。

研究主分野

工学

研究関連分野

総合理工

キーワード

テラヘルツ
量子素子カスケードレーザー
サブバンド間遷移発光
窒化物半導体
結晶成長

主要論文

1. Wang, L., Chen, M., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Interdiffusion limiting on self-consistent optical gain in terahertz quantum cascade lasers"
Applied Physics Express, pp. 072004 (2023).
2. Wang, L., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Clean three-level direct-phonon injection terahertz quantum cascade laser"
Applied Physics Letters, pp. 221103 (2023).
3. Wang, L., Chen, M., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Terahertz quantum cascade laser considering compositional interdiffusion effect"
Applied Physics Express, pp. 032007 (2023).
4. Wang, L., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Optical gain reduction caused by nonrelevant subbands in narrow-period terahertz quantum cascade laser designs"
scientific reports, pp. 22228 (2022).
5. Lin, T. T., Wang, L., Wang, K., Grange, T., Birner, S., Miyoshi, T., and Hirayama, H.:
"Increasing the output power of a heavily doped terahertz quantum cascade laser by avoiding the subband misalignment"
Journal of Applied Physics, pp. 173101 (2022).
6. Wang, L., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Nonrelevant quantum levels effecting on the current in 2?well terahertz quantum cascade lasers"
scientific reports, pp. 17378 (2022).
7. Wang, L., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Nonrelevant quantum levels limited laser dynamic in narrow-period terahertz quantum cascade lasers"
Japanese Journal of Applied Physics, pp. 102003 (2022).
8. Lin, T. T., Wang, L., Wang, K., Grange, T., Birner, S., and Hirayama, H.:
"Over one watt output power terahertz quantum cascade lasers by using high doping concentration and variable barrier-well height"
physica status solidi rrl, 15year of pss RRL, pp. 2200033 (2022).
9. Wang, L., Lin, T. T., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Limitation of parasitic absorption in designs of three-state terahertz quantum cascade lasers with direct-phonon injection"
Applied Physics Express, pp. 052002 (2022).
10. Wang, L., Lin, T. T., Chen, M., Wang, K., and Hirayama, H.:
"Leakage suppression by isolating the desired quantum levels for high-temperature terahertz quantum cascade lasers"
Scientific Reports, pp. 23634 (2021).