2005 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 |
昨年度に引き続き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に基づくMBEによる超格子構造の作製とXRDとTEMによる層構造の評価を行い、設計した超格子構造が作製できることを確かめた。
1.超格子設計:前年度の設計を発展させて、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について計算機シミュレーションによる設計を行った。電流注入層(超格子として障壁層をAlInAs、井戸層をInGaAsとした複数の量子井戸層で単一のサブバンドのみを存在させて電流輸送を行う)と、3個のサブバンド準位による発光層として複数個のGaInAs量子井戸とAlAsSb,AlInAs障壁層からなる超格子を基本構造して検討した。CH_4の吸収波長3.4μmで発振が可能な構造について、注入層をなくしたInjector-lessカスケード超格子の設計を行った。4個GaInAs量子井戸の障壁層として、2個のAlInAs(バンドオフセットエネルギー:0.52eV)、1個のAlAs(同:1.06eV),1個のAlAsSb(同:1.6eV)を順次並べた層構造により、実現できる結果を得た。この方式は3μm帯では可能であるが、2μm帯では電子のオーバーフローが問題となるので、注入層と発光層を分離する方式でCO_2の吸収波長である2.7μm帯の設計を行った。これらの結果について学会発表を行った。昨年度の発表論文に対して、電気学会の発表論文優秀賞に選ばれた。
2.MBEによる超格子の作製:昨年度に行ったInP上へ格子整合するInGaAs、AlInAs、AlAsSbの作製条件を基に、字注入層と発行層を分離する10周期の超格子の作製を行い、(株)イオン工学研究所で透過電子顕微鏡(TEM)撮影を行った結果、設計どおりの層厚が得られた。さらに、AlAsSbを障壁層とする構造を成長させた超格子の作製を行い、層厚の制御が可能であることが分かった。現在、提案した層構造の成長を進めている。
3.素子作製技術の研究: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り、素子の作製を進めている。
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