PbSrS及びPbEuS混晶半導体を用いた3μm室温動作レ-ザの研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550241
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 石田 明広 静岡大学, 工学部, 助教授 (70183738)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤安 洋 静岡大学, 工学部, 教授 (60022232)
• Keywords: PbS / PbSrS / PbEuS / 赤外線レ-ザ / ホットウォ-ル蒸着法 / IVーVI族半導体

Research Abstract

3μm室温動作レ-ザの実現を目指して、良質な基板用PbS単結晶の封管気相成長、PbSrS/PbS DH及びMQWレ-ザの作製研究を行った。また、PbSと格子整合するPbCdSrS薄膜のHWE法による作製も行った。まず、PbS単結晶の作製では、本研究で開発したPbS気相成長法において、成長に用いる基板(結晶)棒をBaF_2(111)、SiO_2ガラス、Al_2O_3(1000)、Al_2O_3(0101)と替え成長を試み、結晶成長に適する基板材料を探した。比較的再現性が良い良好な結晶成長は、SiO_2ガラス、Al_2O_3(0101)基板を使用した時に得られた。PbSrS/PbS DHレ-ザでは、活性層幅0.5μmにて最高動作温度が得られた。この活性層幅0.5μmのレ-ザでは、PbS活性層とPbSrSクラッド層との格子定数差は格子歪により解消され、活性層の格子歪による発振波長の短波長化が観測された。活性層幅を0.7、1、2μmと増加させていくと、格子不整合は次第に界面でのミスフィット転位をつくるようになり、発振波長の短波長化の傾向は弱まった。MQWレ-ザにおいては,予想される電流しきい値の減少、動作温度の向上は現段階では確認されていないが、特性温度の増加傾向が見られ、動作温度の高温化に向けて期待できる。また、PbSと格子整合するPbCdSrS薄膜のHWE法による作製も試み、良質な薄膜が得られた。不純物を添加したPbCdSrS薄膜ではバンドギャップ700meVまで高キャリヤ濃度のp、n両薄膜が得られた。

Research Products

• [Publications] Akihiro Ishida: "Pb_<1ーx>Sr_xS/PbS doubleーheterostructure lasers prepared by hotーwall epitaxy" Applied Physics Letters. 55. 430-431 (1989)
• [Publications] Akihiro Ishida: "Laser application of Pb_<1ーx>Sr_xS films prepared by hot wall epitaxy" Journal of Semiconductor Science & Technology. 5. 334-337 (1990)
• [Publications] 石田 明広: "IVーVI族長波長半導体レ-ザ" 電子通信学会論文誌. J73ーCーI. 310-316 (1990)