光源と検出器の統合は、軽量化および小型化された光電システムの発展を効果的に促進します。InGaN/GaN多重量子井戸デバイスにおける発光と検出の共存現象は、送受一体チップの設計を可能にします。本論文では、標準的な半導体プロセスを用いてシリコン基板上に集積された円盤形InGaN/GaN多重量子井戸アレイデバイスを作製し、その発光、検出、および基本的な通信特性を研究しました。マイクロディスクデバイスの共振モードは検出特性の向上に寄与し、等方性放射特性は光源と検出器の空間結合に役立ちます。光源として、本デバイスのターンオン電圧は2.5 V、中心波長は455 nm、-3 dB帯域幅は5.4 MHzです。検出器としては、紫外から青色光領域の光に応答し、波長の増加に伴い検出性能が低下し、遮断波長は450 nmです。365 nm光源励起下で、本デバイスは最大スイッチング比7.2×10^4、下降時間0.41 msを有します。同時に、単一マイクロディスクデバイスを用いて半二重通信システムを構築・実証し、異なる周波数帯でのデータ伝送を実現しました。本研究は電気駆動光源の作製および送受一体光通信に重要な意義を持ちます。

シリコン基板InGaN/GaN;多重量子井戸デバイス;発光と検出;半二重通信