1998 Fiscal Year Annual Research Report
紫外半導体レーザの為の高輝度紫外発光III族窒素化物量子ドットに関する研究
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10875016
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
平山 秀樹 理化学研究所, 半導体工学研究室, 研究員 (70270593)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 悟 北海道大学, 電子科学研究所, 講師 (80281640)
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| Keywords | III族窒化物半導体 / AlGaN / 量子ドット / アンチサーファクタント / 有機金属気相成長法 / 量子ドットレーザー / 紫外レーザー |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、波長250〜300nm程度の紫外領域に於いて、高輝度発光半導体を研究開発し、紫外半導体レーザ実現の為の基礎的技術を開拓することである。本研究では、量子ドット構造を紫外発光半導体に導入し、ドットに閉じこめられた励起子の効果を用いて,半導体の光物性を根本から変化させることによって、高輝度紫外発光を得ることを目指している。
今年度は、量子ドットの形成を既存の有機金属気相成長装置を用いて行った。原子層レベルで表面が平らなアルミニウムガリウムナイトライド(AlGaN)表面上に、アンチサーファクタントとしてSiを0.1原子層程度散布して、AlGaNの表面エネルギーを低減させることにより、その上面の成長膜を2次元的なフラットな成長(ステップフロー)から、3次元的な核成長に変化させた。SiのAlGaN表面への吸着サイトの検討、ステップフロー阻害効果の定量化を行い、量子ドットの核生成モデルを明らかにすることで、量子ドットのサイズ、密度の制御法を確立した。表面エネルギーの制御に加え、量子ドット形成時に、Alの表面マイグレーションを制御する事により、AlGaN材料を用いたナノメートルサイズの量子ドット構造の形成に初めて成功した。量子ドットからの紫外(〜330nm)発光を観測した。AlGaN量子ドット内のN組成変化による発光波長の変化を確認した。
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[Publications] H.Hirayama: "Fabrication of Self-assembling AlGaN Quantum Dots on AlGaN Surfaces Using Anti-surfactant" Materials Research Society. 537(accepted). (1999)
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[Publications] H.Hirayama: "Optical Properties of Si-doped Al_xGa_<1-x>N/AlyGa_<1-y>N(x=0.24-0.53, y=0.11) Multi-Quantum-well Structurs" Materials Research Society. 537(accepted). (1999)
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[Publications] H.Hirayama: "Fabrication of self-assembling InGaN and AlGaN Quantum-Dots on AlGaN Surfaces Using Anti-surfactant" Microelectronic Engineering(ELSEVIER). (accepted). (1999)
