2004 Fiscal Year Annual Research Report
サブバンド間遷移を用いた3μm帯室温発振赤外半導体レーザ
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15360196
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
須崎 渉 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (00268294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 秀治 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60278588)
大野 宣人 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20194251)
富岡 明宏 大阪電気通信大学, 工学部, 助教授 (10211400)
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| Keywords | 超格子レーザ / ミニバンド遷移 / AlInAs / InGaAs超格子 / AlGaAsSb障壁層 / MBE / InP基板 / カスケードレーザ / 赤外 |
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| Research Abstract |
レーザ超格子の設計を発展させるとともに、単位超格子作製のための構造と材料の検討を行った。
1.超格子設計:3μm帯の発振波長を得る超格子レーザの単位超格子の構成として、前年度に設計した電流注入層(超格子として障壁層をAlInAs、井戸層をInGaAsとした5ケの量子井戸層)を固定し、3個の量子井戸からなる超格子3サブバンド準位による発光層として3個のInGaAs層を基本構造とし、短波長発振のネックである電子のオーバーフローを防止するための設計を行うため次の2方式の計算機シミュレーションを行った。(1)AlInAs障壁層4個の内1個をAlInAsからバンドオフセットエネルギーの大きいAlAsSbに換えて、InAsと伝導帯のバンドオフセットエネルギーを0.52eVから1.6eVとする格子整合方式、(2)AlInAs障壁層のにAlAsを2原子層、InGaAs井戸層にInAsを2原子層導入して格子定数の差による歪を補償するとともにバンドオフセットエネルギーを0.52eVから0.74eVとする格子歪補償方式。この結果、(1)、(2)とも波長3μm帯で電子のオーバーフローが抑制されるが、(1)は(2)に比べ短波長化に優れており、本方式を主に進めることにした。これらの設計シミュレーションについて学会発表を行った。
2.MBEによる超格子の作製:InP上へ格子整合するInGaAs、AlInAs、AlIsSbの作製条件を格子定数のX線回折装置による測定フィードバックを行いながら決定した。AlAsSbの作製には初年度に導入したクラッキングセルを用いることにより、基板温度が520℃で格子整合する組成AlAs_<0.5>Sb_<0.5>を得ることができた。InGaAs/AlAsSbヘテロ接合を形成できるようになり、現在超格子作製の実験を進めている。
3.結晶の光学特性の評価低温:作製したInGaAs成長層のフォトルミネッセンスを今年度(平成16年度)に導入した液体ヘリウム冷却装置とFTIR装置により液体ヘリウム温度室温まで結晶特性を調べた。バンド端発光以外の結晶欠陥による発光は観測されなかった。
4.素子作製技術の研究:素子作製にはMBEによる超格子作製とともに素子作製に必要なオーミック電極Ti/Pt/Au電極をスパッタ蒸着によりInP上へ形成できるようになった。
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Research Products
(3 results)
