III-V族タリウム系半導体による温度無依存発振波長半導体レーザに関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555004
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 朝日 一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
• 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 / フォトルミネッセンス / 半導体レーザ / 波長多重光通信

Research Abstract

InP基板に格子整合する新しいIII-V族混晶半導体TlInGaAsによる温度無依存発振波長半導体レーザの実現を狙いとした研究を進めている。TlInGaAsは半導体InGaAsと半金属TlAsからなる混晶半導体であり、報告者が提案したものである。この半導体は、適当な混晶組成において周囲温度に依存しないバンドギャップを示すと予測し、昨年度までにInP/TlInGaAs/InP DH発光ダイオード(LED)のエレクトロルミネセンス(EL)発光ピークエネルギーの温度依存性が、フォトルミネセンス(PL)ピークエネルギー同様に小さいことを示してきた。
今年度は、ガスソースMBE法により、InP基板上にTlInGaAs/InPダブルヘテロ(DH)のレーザ構造を成長した。まず、発光ダイオード(LED)を試作し、エレクトロルミネセンス(EL)ピークエネルギーの温度変化がPLの温度変化同様に小さいことを確認した。レーザ構造でも波長の温度安定性が良好なことが分かった。更に、電極ストライプの半導体レーザ(LD)を試作し、77-300Kでの電流注入パルス発振を達成した。発振波長は約1.6μmであった。発振しきい値電流の温度依存性はInGaAsP/InPレーザと同様の85K程度であることが分かった。周囲温度に依存しない発振波長の半導体レーザ実現の可能性が確認された。

Research Products

• [Publications] H.Asahi: "Gas source MBE growth of TlInGaAs/InP DH structures for the application to WDM optical fiber communication systems"J.Cryst.Growth. 227-228. 307-312 (2001)
• [Publications] H.J.Lee.: "Temperature-stable wavelength T1InGaAs/InP DH LEDs grown by gas source MBE"Jpn.J.Appl.Phys.. (in press). (2002)
• [Publications] A.Mizobata: "Gas source MBE growth of TlInGaAs/InP DH structures for the application to WDM optical fiber communication systems"Inst.Phys.Conf.Ser.. (in press). (2002)
• [Publications] H.Asahi: "Gas source MBE growth and characterization of TlInGaAs/InP DH structures for temperature-independent wavelength LD application"Proceedings of the 2001 MRS Fall Meeting. (in press). (2002)
• [Publications] 朝日一: "タリウム系新混晶半導体による、発振波長の度変化示ない半導体レーザーの実現を目指して"応用物理. 70(11). 1321-1324 (2001)