1.15~1.6마이크로미터 대의 ISBT광 흡수 질화물 반도체로 관측
上智大學의 克巳 교수 등은 질화물 반도체 초격자에서 1.15마이크로미터 대에서 1.6마이크로미터까지 서브밴드간 천이(ISBT)에 의한 광흡수를 관측했다. 분자선 에피탁시(MBE)에 의한 고품질 결정성장과 질화물 반도체 특유의 극성 문제를 해결하여 실현했다. 1.15마이크로미터의 ISBT는 가장 짧아 광통신 파장대를 모두 커버할 수 있다. ISBT 이용 광 스위치는 펨트초의 초고속이 가능하여 시간 다중에 의한 대용량 광통신 실현의 열쇠로 기대된다.
시간다중 대용량 통신으로 전진
ISBT는 제어광을 쏘였을 때 양자 우물의 제 1 준위로부터 제 2 준위로 전자를 들어올리는 현상. 이때의 광흡수를 이용하여 신호광을 펨트초 대로 초고속으로 온·오프하는 광스위치가 가능하게 된다.
岸野교수 등은 고주파 플라즈마 질소 가스소스를 이용한 MBE로 질화알루미늄(2.8나노미터)/질화갈륨(10-20나노미터)를 90대(對) 적층한 초격자를 제작. 질화갈륨 양자 우물 두께를 얇게 함으로써 1.16마이크로미터까지 단파장화했다.
동시에 초격자를 쌓기 전에 사파이어 기판 위에 백퍼층을 형성, 결함저감과 극성을 질소극성에서 갈륨 극성으로 바꿈으로써 평탄하며 고품질의 초격자 구조를 실현했다. 이 품질의 기준인 광흡수 스팩트럼의 반치 폭이 1.54마이크로미터 대에서 61밀리 전자볼트로 종래의 2분 1에서 3분의 1로 가장 좁아질 수 있었다.
질화물계 초격자에서는 ISBT가 초고속으로 되기 때문에, 세계적으로 이 재료계의 개발경쟁이 전개되어 왔다. 초기에는 4, 5마이크로미터 대로 장파장으로만 실현할 수 밖에 없었으나, 최근, 1.55마이크로미터 대까지 짧아졌었다.
이번에 최단파장까지 ISBT에 의한 광흡수를 관측함으로써 1.55마이크로미터뿐 아니라 1.3마이크로미터도 포함하여 광통신 파장대를 모두 커버한 것이 된다. (NK)
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