2001 Fiscal Year Annual Research Report
新規半導体レーザ用材料:希土類添加III-V族半導体の原子レベル制御成長と高品質化
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13555002
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
藤原 康文 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10181421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野々垣 陽一 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (40300719)
田渕 雅夫 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90222124)
竹田 美和 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20111932)
町田 英明 (株)トリケミカル研究所, 技術開発本部, 主幹研究員
高幣 謙一郎 アンリツ(株), 研究所, 主席研究員
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| Keywords | 希土類添加III-V族半導体 / 新規半導体レーザ用材料 / 原子レベル制御成長 / 誘導放出 / エルビウム / ダブルヘテロ構造 |
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| Research Abstract |
本研究では、「電流注入による希土類元素発光の誘導放出(レーザ発振)」を最終目標とする。そのために、高品質な希土類元素添加III-V族半導体の作製を目指して、これまでに掌握している有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法を用いたIII-V族半導体への希土類元素添加技術を再点検し、高い発光効率を示すように設計された希土類原子周辺局所構造を選択的に作り込む、原子レベル制御不純物添加技術に発展させることを第一の目的とする。その際、新規希土類原料の設計および合成技術や、蛍光EXAFS法やX線CTR散乱法といったミクロ構造評価技術との有機的連携は不可欠である。さらに、キャリアと光の閉じこめ機能を有するレーザ構造を作製し、「光励起」および「電流注入」による希土類元素発光準位を介する誘導放出の観測/高効率化を世界に先駆けて行うことを第二の目的とする。
現在のところ、Er添加GaAsとGaInPからなるダブルヘテロ(DH)構造を取り上げ、Er添加条件および構造の最適化に取り組んでいる。
これまでの研究において、以下の知見を得ている。
1.ErとOを共添加することにより、Er発光中心がEr-20発光中心に単一化され、発光強度が2桁程度増大することを確認した。また、Er発光強度には成長雰囲気中のOが重要な役割を果たしており、その添加量の最適化が重要である。
2.pn制御を施したDH構造において、室温でErに起因する電流注入発光を観測した。そのスペクトル形状はEr-20発光中心のものと一致していることから、電流注入によりEr-20発光中心が効果的に励起されていることを明らかにした。
現在、電流狭窄層の形成や劈開による共振器の作製に取り組んでおり、Er発光強度の注入電流密度依存性と併せて検討を行っている。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] A.KOIZUMI: "Luminescence properties of Er,O-codoped GaAs/GaInP double heterostructures grown by organometallic vapor phase epitaxy"Applied Physics Letters. 80(9). 1559-1561 (2002)
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[Publications] Y.FUJIWARA: "Luminescence properties of Dy-doped GaAs grown by organometallic vapor phase epitaxy"Physica B. 308-310. 796-799 (2001)
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[Publications] A.KOIZUMI: "Luminescence properties of Er,O-codoped GaAs/GaInP double heterostructures grown by organometallic vapor phase epitaxy"Physica B. 308-310. 891-894 (2001)
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[Publications] Y.FUJIWARA: "Luminescence properties of Er,O-codoped GaP grown by organometallic vapor phase epitaxy"Materials Science and Engineering B. 81. 153-156 (2001)
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[Publications] H.OHTA: "Codoping effects of O_2 into Er-doped InP epitaxial layer grown by OMVPE"Physica E. 10(1-3). 399-402 (2001)
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[Publications] T.KOIDE: "OMVPE growth and properties of Dy-doped III-V semiconductors"Physica E. 10(1-3). 406-410 (2001)
