1999 Fiscal Year Annual Research Report
III-V族タリウム系半導体による温度依存発振波長半導体レーザーに関する研究
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11555004
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
朝日 一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (90192947)
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| Keywords | III-V族混晶半導体 / タリウム系半導体 / バンドギャップ / 温度無依存 / ガスソースMBE / フォルトミネッセンス / 半導体レーザー / 波長多重光通信 |
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| Research Abstract |
ガスソースMBE(分子線エピタキシ)法により、InP基板上へのTlInGaAsの成長を行った。TlInGaAs成長中の反射高速電子線回折(RHEED)パターンは(2x2)を示した。成長温度は約450℃であった。400℃以下では成長表面へのTlの析出が観測され、460℃以上に高いと表面からのTl原子の再蒸発が起こりTlが結晶中にほとんど取り込まれなかった。成長の窓は広くないことが分かった。Tl供給量の増加につれてTl組成は増加した。現在までに得られているTl組成の最大値は13%である。TlInGaAsのフォトルミネセンス(PL)ピークエネルギーは、Tl組成の増加につれて低エネルギー側へのシフトが観測された。この結果は我々が予測したものに一致している。InP/TlInGaAs/InPのダブルヘテロ(DH)構造サンプルでは、シングルヘテロ(SH)構造サンプルのPL発光強度より約10倍に増加した。これは表面での非発光再結合が抑制されたためと考えられる。InPのX線回折ピークの半値幅は、SH,DHであまり変化はなく、TlInGaAsとInPとのヘテロ界面での相互拡散は起こっていないことが分かった。DH構造サンプルからのPL発光のピークエネルギーの温度依存性は、TL組成が増加するにつれて小さくなることが観測され、Tl組成13%のサンプルでは極めて小さい温度依存性が観測された。0.03meV/Kであり、PLピーク波長の温度依存性としては0.04nm/Kである。この値は、1.55μm帯DFBレーザーの0.1nm/Kに比べて約2.5分の1と小さい値である。温度不感発振波長の半導体レーザー実現の可能性が出てきた。
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[Publications] K.Takenaka: "Growth of TlInGaAs on InP by gas source molecular beam epitaxy"Japan.J.Appl.Phys.. 38(2B). 1026-1028 (1999)
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[Publications] H.Asahi: "Gas source MBE growth and characterization of TlInGaP and TlInGaAs layers for long wavelength applications"J.Crystal Growth. 201/202. 1069-1072 (1999)
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[Publications] H.Asahi: "Growth of TlInGaP and TlInGaAs for temperature-independent bandgap energy III-V semiconductors"Inst. Phys. Conf. Ser.. 162. 541-545 (1999)
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[Publications] Y.K.Zhou: "Gas source MBE growth of Tl-based III-V semiconductors and their Raman scattering characterization"J.Crystal Growth. 209. 547-551 (2000)
