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物性:テラヘルツ半導体ヘテロ構造レーザー

Nature 417, 6885 doi: 10.1038/417156a

半導体素子は日常的に応用される電磁波の発生に不可欠となっている。可視と赤外のダイオードレーザーは情報技術の中核にあり、スペクトルのもう一方の端にあるマイクロ波や高周波の放出装置は無線通信を可能にしている。しかし、これらの領域の間にあるテラヘルツ領域(1-10THz、1THz=1012Hz)は、化学物質の検出、天文学、医用画像化技術などのさまざまな応用の可能性が認められていたにもかかわらず、ほとんど利用されないままである。この領域の進歩は、小型で、エネルギー消費が低く、固体のテラヘルツ発生源がないことに妨げられてきた。今回、半導体(GaAs/AlGaAs)ヘテロ構造の伝導帯中のミニバンド間の遷移に基づくモノリシックなテラヘルツ注入レーザーを報告する。今回の試作品は、4.4THzの単一モードを発生し、数百Acm-2という低いしきい値電流密度で2mWを上回る高出力を50Kまですでに示している。これらの結果は、現在のレーザー概念を連続波かつ高温作動へと拡張する上で有望であり、実用的なフォトニック系の実現につながると思われる。

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