2006 Fiscal Year Annual Research Report
発振波長が温度に依存しないレーザ用GaNAsBi新半導体混晶の研究
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17360140
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
尾江 邦重 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20303927)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉本 昌広 京都工芸繊維大学, 地域共同研究センター, 教授 (20210776)
山下 兼一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (00346115)
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| Keywords | 半導体レーザ / 温度無依存波長 / GaNABi結晶 / 分子線エピタキシャル法 / 波長多重光通信 |
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| Research Abstract |
次世代光通信の技術革新に貢献すると考えられる,周囲温度により発振波長が変動しない波長多重通信用半導体レーザ創製に向けての研究を行っている。昨年度に、MBE成長したGaNAsBi活性層上にMOVPE成長でクラッド層を成長したダブルヘテロ構造でダイオードを作製し、電流注入によるレーザ発振実現の試みを行った。100Kから300Kの温度範囲でELスペクトルピーク波長の温度依存性は0.1nm/Kと従来のレーザの発振波長温度依存性の1/4程度に低減されていた。しかし、このダイオードは立ち上がり電圧が大きく、高い注入電流でpn接合が破壊された。この原因が、MBE成長層上にMOVPE成長でクラッド層を成長したことであることを解明し、その解決策としてp型ドーパント用BeのセルをMBE装置に導入した。そして、全MBE成長によるGaNAsBi/GaAsダブルヘテロ構造作製に成功した。まだ、p型ドープの条件が最適化されていないため、抵抗や立ち上がり電圧が大きい問題が残っている。活性層の良質化については、ランプアニールのような極短時間の加熱により相分離を誘発することなく、GaNAsBi成長層の光学的特性を改善する手法にっいて検討を行い、以前に比較して光学的特性の良いGaNAsBi層を得た。さらに、超格子構造導入による改善を試み、現在所有のNBE装置で可能な材料系として、まずGaAs/GaAsBi系を選び、Biシャターの開閉により、その超格子構造作製を行った。成長した超格子構造をX線回折により評価したところ、超格子構造特有のサテライト構造を確認し、狙い通り超格子構造が作製できていることを確認できた。また、ホトルミネッセンス測定により発光波長のピーク位置が超格子量子準位間に対応したものとなっており、井戸幅の異なる種々の超格子構造作製に成功したことを確認できた。また、フレネルの反射率法により、GaAsBi混晶の屈折率の温度依存性を測定し、その温度係数が通常の半導体に比較してかなり小さいことを確認した。
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