JPH0328831A - 非線形光学薄膜 - Google Patents
非線形光学薄膜Info
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- JPH0328831A JPH0328831A JP1163056A JP16305689A JPH0328831A JP H0328831 A JPH0328831 A JP H0328831A JP 1163056 A JP1163056 A JP 1163056A JP 16305689 A JP16305689 A JP 16305689A JP H0328831 A JPH0328831 A JP H0328831A
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- nonlinear optical
- superlattice
- xse
- optical thin
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3556—Semiconductor materials, e.g. quantum wells
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光スイッチや光高調波発生素子等の材料に用い
られる非線形光学薄膜に関し 特に大きな光学非線形性
が得られる半導体微細構造を持った非線形光学薄膜に関
するものであも 従来の技術 従来 大きな非線形性の期待される非線形光学材料とし
て半導体ドープガラスが知られている。
られる非線形光学薄膜に関し 特に大きな光学非線形性
が得られる半導体微細構造を持った非線形光学薄膜に関
するものであも 従来の技術 従来 大きな非線形性の期待される非線形光学材料とし
て半導体ドープガラスが知られている。
第４図はその微細構造を示す断面図であん 本図に示す
ように この材料はガラスマトリックス１中に半導体超
微粒子２を分散させたものであａこの種の材料で観測さ
れる光学非線形性（よ 半導体の体積あたりで計算する
と極めて大きくなり、同じ半導体のバルク結晶に比べ約
２００倍という結果も報告されていも その原因は必ず
しも明確でない力ｔ 半導体中に発生する励起子（電子
と正孔の複合粒子）が微粒子中に閉じ込められることに
よる量子サイズ効果が寄与しているものと推定される。
ように この材料はガラスマトリックス１中に半導体超
微粒子２を分散させたものであａこの種の材料で観測さ
れる光学非線形性（よ 半導体の体積あたりで計算する
と極めて大きくなり、同じ半導体のバルク結晶に比べ約
２００倍という結果も報告されていも その原因は必ず
しも明確でない力ｔ 半導体中に発生する励起子（電子
と正孔の複合粒子）が微粒子中に閉じ込められることに
よる量子サイズ効果が寄与しているものと推定される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上述のような半導体ドーブガラス｛よ 半
導体の構戊元素を含む均一なガラスを熱処理し半導体超
微粒子を析出させることによって得られるものであるた
△ 微粒子の体積比率を１％程度以上に高めることは困
難であも このた△実際に得られる光学非線形性はバル
ク結晶に比べてあまり大きくはならないという点が課題
であつｔも また微粒子の形状や大きさ及び結晶方位
を均一にそろえることも困難であるた△ 本来得られる
べき非線形特性が十分に発揮されないという点も課題で
あった 本発明は このような従来技術の課題を解決することを
目的とすも 課題を解決するための手段 本発明１上 基板面上の互いに分離した複数の領域に
禁制帯幅の異なる二種の半導体を交互に積層してなる超
格子薄膜を設け、その他の領域を、前記二種の半導体の
禁制帯幅の狭い方よりも広い禁制帯幅を有する半導体薄
膜または絶縁体薄膜で覆った構成を用いるものであも 作用 本発明（よ 均一な形状と大きさ及び結晶方位を持った
微小な半導体領域（従来例の半導体超微粒子）を高密度
に分散した構造を実現し その結果量子サイズ効果によ
るものと考えられる大きな非線形光学効果を有効に発揮
すも 実施例 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明すも 第ｌ図（イ）、 （口）は本発明の非線形光学薄膜の第
一の実施例を示す平面図およびａ−ａ’線断面図であも
同図において、 ｌＯは基板２０は禁制帯幅の異なる
二種の半導体の薄層２ｌおよび２２を交互に積層してな
る超格子薄肱 ３０は絶縁体薄膜であも この場合、超
格子薄膜２０は基板面上の互いに分離した円形状の領域
に設けられており、その他の領域が絶縁体薄膜で覆われ
ていも このような構造において（よ 半導体中の電子および正
孔が禁制帯幅の狭い方の半導体薄層中に閉じ込められる
。このため光励起された電子および正孔が高濃度化し
バンドフィリング効果などによる光学非線形性が通常の
バルク半導体よりも増犬すも 更にこの構造において、各半導体薄層２ｌおよび２２の
層厚を適切に選ぶと層内に量子準位が形成され かつ電
子および正孔が層内に閉じ込められるようにすることが
できも 適切な層厚は材料により異なる力交 例えば数
ｎｍ程度であん この場合、量子準位にある電子と正孔
が結合して励起子を形戒しやすくなり、その結果励起子
の非線形分極効果により大きな光学非線形性が得られも
またこの構造において、超格子薄膜２０を設けた円形領
域の直径を励起子のボーア半径の２倍以下とすると、励
起子が面内方向にも閉じ込められより大きな光学非線形
性が得られも またこの構造において、超格子薄膜２０を設けた領域間
の最近接距離を、超格子薄膜内に電子および正孔を閉じ
込めるに必要な最低限の長さとすると、超格子薄膜中の
光学非線形性を損なうことなく最も高密度に超格子薄膜
領域を分布させることができ、薄膜全体として最も大き
な非線形光学効果が得られも このような長さは超格子
薄膜と絶縁体薄膜の材料により異なる力交 通常数ｎｍ
程度であも ここで超格子薄膜を構成する二種の半導体
薄層の厚さを同一とし また超格子薄膜を設けた円形領
域の直径と上記最近接距離を同一とすると、非線形光学
効果に寄与する閉じ込め領域の体積比率は約１３％とな
り、従来の半導体ドープガラスに比べ１０倍以上の非線
形光学効果が実現できも 更に本発明の構造の場合、各半導体薄層の厚さをそろえ
ることは容易であるため量子準位も一定の値となり、そ
の結果特定の波長に対して共鳴的にきわめて大きな光学
非線形が現われも このため従来の半導体ドーブガラス
に比べ 上記の体積効果よりも更に大きな非線形光学効
果も実現できる。また 基板１０に単結晶材料を用いる
と超格子薄膜をエビタキシャル或長させ結晶方位をそろ
えることができるた歇 半導体ドープガラスでは不可能
な異方性を持たせることができ、その結果二次の非線形
光学効果も利用し得ることになん超格子薄膜２０の材料
としてｌ；Ｌ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体およびＴＩ
−Ｖｌ族化合物半導体が特に好適であも これ（上 格
子定数や禁制帯幅の選択における自由度が大きく、種々
の波長領域において良好な非線形光学効果を示す超格子
構造を容易に実現できるためである。このような観点か
Ｌ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体では特にＡ ＩＸ Ｇ
ａ＋ −Ｘ Ａ ｓ系（ＸはＯないし１）物質が好適
であへ この系では組戒Ｘに対して格子定数がほとんど
変化しないたべ 良好な結晶性を持つ超格子をエビタキ
シャル或長させることができも この場合基板１０には
ＧａＡｓ単結晶を用いることが望ましい。また、ｌｎｘ
Ｇａ＋−＋＋ＡＳ系（ＸはＯないしＩ〉物質とＩｎＰで
超格子を構成することも好適である。ここでＩｎ組戒Ｘ
を約０．５３とすると格子定数がＩｎＰに一致し 良好
な超格子が得られも この場合基板にはＩｎＰ単結晶を
用いることが望ましＬち またｊＩ−Ｖｌ族化合物半導体では、Ｚ ｎＳ Ｘ Ｓ
ｅｌ−４ＣｄＳ×Ｓｅ＋−系、Ｚｎ＋＋Ｃｄ＋−ｘＳ
系、Ｚ ｎｘＣｄ＋−ｘ Ｓ ｅ系、Ｚｎｘｃｄ＋−＋
＋Ｔｅ系、Ｚ ｎｘＭｒ＋＋−ｘＳ ｅ系、ＺｎｘＭｎ
＋−ｙＴｅＫ Ｃｄ−Ｍｎ＋−．Ｓｅｉ 系、Ｃｄ
ＳｘＳｅ１−ｘ Ｍ ｒ＋＋ − Ｘ Ｔ ｅ系物質（
ＸはＯないし１）が特に好適であも これらのＮ Ｚ
ｎＳｘＳｅ＋−＋＋ｉ ＺｎｘＣｄ＋−ＸＳ＆ お
よびＺ ｎｘＭｒ＋＋−ｘＳｅ系の場合には基板１０に
ＧａＡｓ単結晶を用いると格子整合性がよいため良好な
超格子薄膜が得られも ま？．：， Ｃ ｄＳ −
Ｓ ｅ＋−＆ Ｚ ｎ−Ｃｄ＋−ｍＳｅ系、 Ｚ ｎ
ｘＭｎ＋−ｘ Ｔｅ系ｈ Ｃｄ＋＋Ｍｎ＋−ｘＳｅ系
の場合には基板ｌＯにＩｎＰ単結晶を用いると同様に良
好な超格子薄膜が得られる。
導体の構戊元素を含む均一なガラスを熱処理し半導体超
微粒子を析出させることによって得られるものであるた
△ 微粒子の体積比率を１％程度以上に高めることは困
難であも このた△実際に得られる光学非線形性はバル
ク結晶に比べてあまり大きくはならないという点が課題
であつｔも また微粒子の形状や大きさ及び結晶方位
を均一にそろえることも困難であるた△ 本来得られる
べき非線形特性が十分に発揮されないという点も課題で
あった 本発明は このような従来技術の課題を解決することを
目的とすも 課題を解決するための手段 本発明１上 基板面上の互いに分離した複数の領域に
禁制帯幅の異なる二種の半導体を交互に積層してなる超
格子薄膜を設け、その他の領域を、前記二種の半導体の
禁制帯幅の狭い方よりも広い禁制帯幅を有する半導体薄
膜または絶縁体薄膜で覆った構成を用いるものであも 作用 本発明（よ 均一な形状と大きさ及び結晶方位を持った
微小な半導体領域（従来例の半導体超微粒子）を高密度
に分散した構造を実現し その結果量子サイズ効果によ
るものと考えられる大きな非線形光学効果を有効に発揮
すも 実施例 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明すも 第ｌ図（イ）、 （口）は本発明の非線形光学薄膜の第
一の実施例を示す平面図およびａ−ａ’線断面図であも
同図において、 ｌＯは基板２０は禁制帯幅の異なる
二種の半導体の薄層２ｌおよび２２を交互に積層してな
る超格子薄肱 ３０は絶縁体薄膜であも この場合、超
格子薄膜２０は基板面上の互いに分離した円形状の領域
に設けられており、その他の領域が絶縁体薄膜で覆われ
ていも このような構造において（よ 半導体中の電子および正
孔が禁制帯幅の狭い方の半導体薄層中に閉じ込められる
。このため光励起された電子および正孔が高濃度化し
バンドフィリング効果などによる光学非線形性が通常の
バルク半導体よりも増犬すも 更にこの構造において、各半導体薄層２ｌおよび２２の
層厚を適切に選ぶと層内に量子準位が形成され かつ電
子および正孔が層内に閉じ込められるようにすることが
できも 適切な層厚は材料により異なる力交 例えば数
ｎｍ程度であん この場合、量子準位にある電子と正孔
が結合して励起子を形戒しやすくなり、その結果励起子
の非線形分極効果により大きな光学非線形性が得られも
またこの構造において、超格子薄膜２０を設けた円形領
域の直径を励起子のボーア半径の２倍以下とすると、励
起子が面内方向にも閉じ込められより大きな光学非線形
性が得られも またこの構造において、超格子薄膜２０を設けた領域間
の最近接距離を、超格子薄膜内に電子および正孔を閉じ
込めるに必要な最低限の長さとすると、超格子薄膜中の
光学非線形性を損なうことなく最も高密度に超格子薄膜
領域を分布させることができ、薄膜全体として最も大き
な非線形光学効果が得られも このような長さは超格子
薄膜と絶縁体薄膜の材料により異なる力交 通常数ｎｍ
程度であも ここで超格子薄膜を構成する二種の半導体
薄層の厚さを同一とし また超格子薄膜を設けた円形領
域の直径と上記最近接距離を同一とすると、非線形光学
効果に寄与する閉じ込め領域の体積比率は約１３％とな
り、従来の半導体ドープガラスに比べ１０倍以上の非線
形光学効果が実現できも 更に本発明の構造の場合、各半導体薄層の厚さをそろえ
ることは容易であるため量子準位も一定の値となり、そ
の結果特定の波長に対して共鳴的にきわめて大きな光学
非線形が現われも このため従来の半導体ドーブガラス
に比べ 上記の体積効果よりも更に大きな非線形光学効
果も実現できる。また 基板１０に単結晶材料を用いる
と超格子薄膜をエビタキシャル或長させ結晶方位をそろ
えることができるた歇 半導体ドープガラスでは不可能
な異方性を持たせることができ、その結果二次の非線形
光学効果も利用し得ることになん超格子薄膜２０の材料
としてｌ；Ｌ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体およびＴＩ
−Ｖｌ族化合物半導体が特に好適であも これ（上 格
子定数や禁制帯幅の選択における自由度が大きく、種々
の波長領域において良好な非線形光学効果を示す超格子
構造を容易に実現できるためである。このような観点か
Ｌ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体では特にＡ ＩＸ Ｇ
ａ＋ −Ｘ Ａ ｓ系（ＸはＯないし１）物質が好適
であへ この系では組戒Ｘに対して格子定数がほとんど
変化しないたべ 良好な結晶性を持つ超格子をエビタキ
シャル或長させることができも この場合基板１０には
ＧａＡｓ単結晶を用いることが望ましい。また、ｌｎｘ
Ｇａ＋−＋＋ＡＳ系（ＸはＯないしＩ〉物質とＩｎＰで
超格子を構成することも好適である。ここでＩｎ組戒Ｘ
を約０．５３とすると格子定数がＩｎＰに一致し 良好
な超格子が得られも この場合基板にはＩｎＰ単結晶を
用いることが望ましＬち またｊＩ−Ｖｌ族化合物半導体では、Ｚ ｎＳ Ｘ Ｓ
ｅｌ−４ＣｄＳ×Ｓｅ＋−系、Ｚｎ＋＋Ｃｄ＋−ｘＳ
系、Ｚ ｎｘＣｄ＋−ｘ Ｓ ｅ系、Ｚｎｘｃｄ＋−＋
＋Ｔｅ系、Ｚ ｎｘＭｒ＋＋−ｘＳ ｅ系、ＺｎｘＭｎ
＋−ｙＴｅＫ Ｃｄ−Ｍｎ＋−．Ｓｅｉ 系、Ｃｄ
ＳｘＳｅ１−ｘ Ｍ ｒ＋＋ − Ｘ Ｔ ｅ系物質（
ＸはＯないし１）が特に好適であも これらのＮ Ｚ
ｎＳｘＳｅ＋−＋＋ｉ ＺｎｘＣｄ＋−ＸＳ＆ お
よびＺ ｎｘＭｒ＋＋−ｘＳｅ系の場合には基板１０に
ＧａＡｓ単結晶を用いると格子整合性がよいため良好な
超格子薄膜が得られも ま？．：， Ｃ ｄＳ −
Ｓ ｅ＋−＆ Ｚ ｎ−Ｃｄ＋−ｍＳｅ系、 Ｚ ｎ
ｘＭｎ＋−ｘ Ｔｅ系ｈ Ｃｄ＋＋Ｍｎ＋−ｘＳｅ系
の場合には基板ｌＯにＩｎＰ単結晶を用いると同様に良
好な超格子薄膜が得られる。
ま，？Ｑ ＩＩｉＶ族化合物半導体とＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体を組み合わせて超格子薄膜２０を構成するこ
とも有効であり、特にＧａＡｓとＺｎＳｗＳｅ＋−ｗ
（ｘはＯないし１）を用いると同様に良好な結果が得ら
れる。この場合、基板１０にはＧａＡｓ単結晶を用いる
とよ賎 次に 絶縁体薄膜３０の材料としては無機ガラス物質ま
たは有機高分子化合物が好適であも これは光学的に透
明で散乱の少ない薄膜を形戒しゃすく、また組戒により
屈折率を調整し非線形光学薄膜素子として望ましい特性
を得ることができるためであａ な耘 この絶縁体薄膜
３０は半導体薄膜であってもよいが、 その場合その禁
制帯幅が超格子薄膜２０を構成する二種の半導体の禁制
帯輻のうち狭い方よりも広いことが必要であん このよ
うな条件が満たされていれば 超格子薄膜内に電子およ
び正孔を閉じ込めることができ、絶縁体薄膜を用いた場
合と同様大きな非線形光学効果を得ることができも 次に本発明の他の実施例を説明すも 第２図（イ）、
（口〉は本発明の非線形光学薄膜の第二の実施例を示す
平面図およびａ−ａ’線断面図であも 本実施例におい
ても構成要素は第１の実施例と同様基板１０、超格子薄
膜２０、および絶縁体薄膜３０である八 本実施例では
超格子薄膜２０を設けた領域が線状となっていも その
線幅を励起子のボーア半径の２倍以下とすると、超格子
薄膜中の励起子が線幅方向に閉じ込められ光学非線形性
が増大すも その増大の程度（よ 第一の実施例の場合
に比べると少ない力ｔ 閉じ込め領域の占める割合は逆
に大きくなるた吹 薄膜全体としての非線形光学効果は
同程度となん 本実施例におけるその他の詳細な構成要素（超格子薄膜
の層厚や材料など）や得られる効果は第一の実施例の場
合と同様であも 第３図は本発明の非線形光学薄膜の第三の実施例を示す
断面図であも 本実施例においても構戊要素は第一の実
施例と同様基板１０、超格子薄膜２０、および絶縁体薄
膜３０である力交 本実施例では絶縁体薄膜３０が超格
子薄膜２０の上面をも覆っていも この場合、非線形光
学薄膜全体の表面を滑らかに形成することができるため
光の散乱が少なく、非線形光学素子として応用したとき
効率を高めることができも また 半導体で構威された
超格子薄膜２０が絶縁体３０で埋め込まれているため信
頼性も向上すも な耘 超格子薄膜２０を設けた領域の
形状Ｃ飄 第一の実施例のように円形状であってＬ
第二の実施例のように線状であってもよＬ℃ また 本
実施例におけるその他の詳細な構成要素（超格子薄膜の
層厚や材料など）や得られる効果は第一の実施例の場合
と同様である。
合物半導体を組み合わせて超格子薄膜２０を構成するこ
とも有効であり、特にＧａＡｓとＺｎＳｗＳｅ＋−ｗ
（ｘはＯないし１）を用いると同様に良好な結果が得ら
れる。この場合、基板１０にはＧａＡｓ単結晶を用いる
とよ賎 次に 絶縁体薄膜３０の材料としては無機ガラス物質ま
たは有機高分子化合物が好適であも これは光学的に透
明で散乱の少ない薄膜を形戒しゃすく、また組戒により
屈折率を調整し非線形光学薄膜素子として望ましい特性
を得ることができるためであａ な耘 この絶縁体薄膜
３０は半導体薄膜であってもよいが、 その場合その禁
制帯幅が超格子薄膜２０を構成する二種の半導体の禁制
帯輻のうち狭い方よりも広いことが必要であん このよ
うな条件が満たされていれば 超格子薄膜内に電子およ
び正孔を閉じ込めることができ、絶縁体薄膜を用いた場
合と同様大きな非線形光学効果を得ることができも 次に本発明の他の実施例を説明すも 第２図（イ）、
（口〉は本発明の非線形光学薄膜の第二の実施例を示す
平面図およびａ−ａ’線断面図であも 本実施例におい
ても構成要素は第１の実施例と同様基板１０、超格子薄
膜２０、および絶縁体薄膜３０である八 本実施例では
超格子薄膜２０を設けた領域が線状となっていも その
線幅を励起子のボーア半径の２倍以下とすると、超格子
薄膜中の励起子が線幅方向に閉じ込められ光学非線形性
が増大すも その増大の程度（よ 第一の実施例の場合
に比べると少ない力ｔ 閉じ込め領域の占める割合は逆
に大きくなるた吹 薄膜全体としての非線形光学効果は
同程度となん 本実施例におけるその他の詳細な構成要素（超格子薄膜
の層厚や材料など）や得られる効果は第一の実施例の場
合と同様であも 第３図は本発明の非線形光学薄膜の第三の実施例を示す
断面図であも 本実施例においても構戊要素は第一の実
施例と同様基板１０、超格子薄膜２０、および絶縁体薄
膜３０である力交 本実施例では絶縁体薄膜３０が超格
子薄膜２０の上面をも覆っていも この場合、非線形光
学薄膜全体の表面を滑らかに形成することができるため
光の散乱が少なく、非線形光学素子として応用したとき
効率を高めることができも また 半導体で構威された
超格子薄膜２０が絶縁体３０で埋め込まれているため信
頼性も向上すも な耘 超格子薄膜２０を設けた領域の
形状Ｃ飄 第一の実施例のように円形状であってＬ
第二の実施例のように線状であってもよＬ℃ また 本
実施例におけるその他の詳細な構成要素（超格子薄膜の
層厚や材料など）や得られる効果は第一の実施例の場合
と同様である。
発明の効果
以上述べてきたように本発明によれば 均一な形状と大
きさ及び結晶方位を持った微小．な半導体領域（従来例
の半導体超微粒子）を高密度に分散した構造が実現され
その結果量子サイズ効果（電子・正孔および励起子の
閉じ込め効果）によるものと考えられる大きな非線形光
学効果を示す薄膜が得られも この非線形光学薄膜を用
いることにより、高性能の高速光スイッチや光高調波発
生素子などが実現でき、実用的にきわめて有用であも
きさ及び結晶方位を持った微小．な半導体領域（従来例
の半導体超微粒子）を高密度に分散した構造が実現され
その結果量子サイズ効果（電子・正孔および励起子の
閉じ込め効果）によるものと考えられる大きな非線形光
学効果を示す薄膜が得られも この非線形光学薄膜を用
いることにより、高性能の高速光スイッチや光高調波発
生素子などが実現でき、実用的にきわめて有用であも
第１図および第２図はそれぞれ本発明の非線形光学薄膜
の第１および第２の実施例を示す平面図および断面飄
第３図は本発明の非線形光学薄膜の第３の実施例を示す
断面は 第４図は従来例の非線形光学材料である半導体
ドーブガラスの微細構造を示す断面図である。 １・・・ガラスマトリック入 ２・・・半導体超微粒子
、 １０・・・基ｉ ２０・・・超格子薄［２１，２
２・・・半導体薄膜 ３０・・・絶縁体薄膜
の第１および第２の実施例を示す平面図および断面飄
第３図は本発明の非線形光学薄膜の第３の実施例を示す
断面は 第４図は従来例の非線形光学材料である半導体
ドーブガラスの微細構造を示す断面図である。 １・・・ガラスマトリック入 ２・・・半導体超微粒子
、 １０・・・基ｉ ２０・・・超格子薄［２１，２
２・・・半導体薄膜 ３０・・・絶縁体薄膜
Claims (13)
- （１）基板面上の互いに分離した複数の領域に禁制帯幅
の異なる二種の半導体が交互に積層されてなる超格子薄
膜が設けられ、その他の領域が、前記二種の半導体の禁
制帯幅の狭い方よりも広い禁制帯幅を有する半導体薄膜
または絶縁体薄膜で覆われてなることを特徴とする非線
形光学薄膜。 - （２）基板面上の互いに分離した複数の領域に、禁制帯
幅の異なる二種の半導体が交互に積層されてなる超格子
薄膜が設けられ、その他の領域および前記超格子薄膜の
表面が、前記二種の半導体の禁制帯幅の狭い方よりも広
い禁制帯幅を有する半導体薄膜または絶縁体薄膜で覆さ
れてなることを特徴とする非線形光学薄膜。 - （３）超格子薄膜を構成する半導体の各層の厚さが電子
及び正孔の量子準位が形成され、かつ電子及び正孔が層
中に閉じ込められるように選ばれたことを特徴とする請
求項１または２記載の非線形光学薄膜。 - （４）超格子薄膜を設けた領域の形状を線状とし、その
線幅を励起子のボーア半径の２倍以下としたことを特徴
とする請求項１から３までの何れかに記載の非線形光学
薄膜。 - （５）超格子薄膜を設けた領域の形状を円形状とし、そ
の直径を励起子のボーア半径の２倍以下としたことを特
徴とする請求項１から３までの何れかに記載の非線形光
学薄膜。 - （６）超格子薄膜を設けた領域間の最近接距離を超格子
薄膜内に電子および正孔を閉じ込めるに必要な最低限の
長さとしたことを特徴とする請求項１から５までの何れ
かに記載の非線形光学薄膜。 - （７）超格子薄膜がIII−Ｖ族化合物半導体で構成され
ていることを特徴とする請求項１から６までの何れかに
記載の非線形光学薄膜。 - （８）超格子薄膜がII−VI族化合物半導体で構成されて
いることを特徴とする請求項１から６までの何れかに記
載の非線形光学薄膜。 - （９）超格子薄膜を構成するII−VI族化合物半導体が、
ＺｎＳ＿ｘＳｅ＿１＿−＿ｘ系、ＣｄＳ＿ｘＳｅ＿１＿
−＿ｘ系、Ｚｎ＿ｘＣｄ＿１＿−＿ｘＳ系、Ｚｎ＿ｘＣ
ｄ＿１＿−＿ｘＳｅ系、Ｚｎ＿ｘＣｄ＿１＿−＿ｘＴｅ
系、Ｚｎ＿ｘＭｎ＿１＿−＿ｘＳｅ系、Ｚｎ＿ｘＭｎ＿
１＿−＿ｘＴｅ系、Ｃｄ＿ｘＭｎ＿１＿−＿ｘＳｅ系、
およびＣｄ＿ｘＭｎ＿１＿−＿ｘＴｅ系、（ｘは０ない
し１）のうち何れかの物質であることを特徴とする請求
項８記載の非線形光学薄膜。 - （１０）超格子薄膜を構成するII−VI族化合物半導体が
、ＺｎＳ＿ｘＳｅ＿１＿−＿ｘ系、Ｚｎ＿ｘＣｄ＿１＿
−＿ｘＳ系、およびＺｎ＿ｘＭｎ＿１＿−＿ｘＳｅ系、
（ｘは０ないし１）のうち何れかの物質であり、基板に
ＧａＡｓ単結晶を用いたことを特徴とする請求項８記載
の非線形光学薄膜。 - （１１）超格子薄膜を構成するII−VI族化合物半導体が
、ＣｄＳ＿ｘＳｅ＿１＿−＿ｘ系、Ｚｎ＿ｘＣｄ＿１＿
−＿ｘＳｅ系、Ｚｎ＿ｘＭｎ＿１＿−＿ｘＴｅ系、およ
びＣｄ＿ｘＭｎ＿１＿−ｘＳｅ系、（ｘは０ないし１）
のうち何れかの物質であり、基板にＩｎＰ単結晶を用い
たことを特徴とする請求項８記載の非線形光学薄膜。 - （１２）超格子薄膜がＧａＡｓとＺｎＳ＿ｘＳｅ＿１＿
−＿ｘで構成されていることを特徴とする請求項１から
６までの何れかに記載の非線形光学薄膜。 - （１３）絶縁体薄膜が無機ガラス物質または有機高分子
化合物からなることを特徴とする請求項１から１２まで
の何れかに記載の非線形光学薄膜。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP1163056A JPH0328831A (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 非線形光学薄膜 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1163056A JPH0328831A (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 非線形光学薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0328831A true JPH0328831A (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=15766338
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1163056A Pending JPH0328831A (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 非線形光学薄膜 |
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1990
- 1990-06-26 US US07/543,583 patent/US5079594A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| US5079594A (en) | 1992-01-07 |
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