| Research Abstract |
光通信用波長1.55μm帯レーザの特性向上や面発光レーザ実現には,GaAs基板上の形成が望まれる.窒素を含むGaInNAs半導体はGaAs上に形成可能であり,GaInAsの限界波長1.2μmに対し,窒素組成を増加することで長波長化可能である.しかしながら,波長1.3μmを越えるレーザは,製作技術やレーザ特性が十分検討されていない.本研究では,GaInNAsによる波長1.3μmを越えるレーザの結晶成長技術の確立とレーザ特性の評価を行うことを目的としている.
GaInNAs結晶の成長には,ガス原料を用いる化学ビーム成長(CBE)法と,固体原料を用いて470℃以下の低温成長も可能な分子ビーム成長(MBE)装置を用いる.長波長化には,窒素組成の増加した量子井戸構造だけでなく,量子ドット構造によるIn組成増加と歪応力の緩和も有望である.まず,波長1.3μm帯量子井戸レーザの実現されているCBE法により,GaInNAs量子ドットの成長特性について,温度と窒素組成によるドット形状,密度への影響を検討し,低温成長化が重要であることを明らかにした.そこで,MBE法による長波長化の検討を中心とすることとした.MBE法については,まず,窒素を含まない材料(GaAs, GaInAs, AlGaAs)の成長条件の検討を行うとともに,CBE法と同様な条件でGaInNAs量子井戸による波長1.2μm帯のレーザを実現し,GaInNAsの成長適応性を明らかにした.これらの実験では,様々な成長温度,成長速度,組成,など成長条件を比較・試行するために,半導体原料,半導体基板(GaAs基板)を消耗品として購入し,検討を行った.
以上,本年は,長波長帯レーザ実現に必要な量子ドットの形成特性とMBE法によるGaInNAs成長の基礎的な知見を得,今後の長波長化手法の基礎を築いた.
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