職業指導の講義を聴いて6

今回も職業指導関係の講義を聴いた時の話。

(以下)

今回の講義は次世代インターコネクション用量子ドットレーザーと題して、量子ドットレーザーの作成法や課題などに関するものであった。

まず、光通信ネットワークはGoogleなど様々なところで用いられている。このネットワークは消費電力が大きいという問題点や通信障害をいかに防ぐかという問題点がある。このため、高速化することでデータ容量を小さくし、集積度を上げることで低消費電力化するということが必要となる。

次に、光インターコネクションは、光を用いた配線技術で、電気配線における配線の複雑さや、伝送速度などの限界を乗り越えるに用いられる。情報を担った光を光ファイバー、もしくは空間伝播により送出するという技術を用いる。このような、いわゆる「光化」をする際に、サーバーやルーター内のプリント基板など各種基板の取り付け方が問題になる。その取り付け方として、ポリマー光回路用ハイブリッド集積技術や量子ドットを用いた近距離通信のデバイスの開発が重要になる。そして、ナノ構造の作成法、微細プロセスやSEMなどを用いた評価技術の研究が問題になる。

最後に量子ドットレーザーの作成法であった。この緑色の量子ドットレーザーはエネルギー標準の離散化や温度特性そしてコヒーレントであるという良い特徴がある。1個の量子ドットで、2つの電子のみで形成され、扱える光子数や密度が重要になる。この密度を高密度化し実用可能し、かつ、レーザーの均一性が得られるかそれが課題になる。量子ドットの作成の際に自己形成させ、微細加工形成をすることが重要になる。自己形成をするためには、MBE法を用いる。基板表面でAs2を低濃度にし、GaAsの濃度を一定にする。このAs2の分子線であれば高密度でも量子ドット制御が可能で均一化をすることができる。均一な厚さはマシューズ法を用いて計算する。また、光をデバイスを応用するにあたって3D,FDTD法などを用いた光の反射測定も重要になる。現在のプリント基板上光源の課題は熱問題と面出射構造作製法の確立である。

この講義を聴いて、まず、量子ドットも応用をきちんと視野に入れれば、研究の余地があることがわかった。また、半導体デバイスに関する興味がわいた。特に、どのように半導体デバイスを設計するのか、どのような式を用いて、予想を立てるのか、その他諸々のことに興味を持った。研究室に入り、もっとデバイスに関して学び、光通信をさらに発展させることに貢献したいと考えた。そのために、まず、ポアソンの方程式やシュレディンガー方程式などを解けるようにし、そして、数値計算の手法について学ぶ必要があると考えた。

この講義は、半導体の世界の面白さを説明しただけではなく、私に新たな目標を与えた素晴らしい講義であったと私は考えている。

(以上)

それにしても、半導体というか、計算に興味を持ったのはこの講義だった感じもする。少なくとも、数式を使っていろいろと表わすことができたり、モノづくりに貢献できるとか、いろいろと興味深い話だった。

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