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2009 Fiscal Year Annual Research Report

発振波長が温度に依存しないレーザ用希釈ビスマスIII-V族半導体超格子に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21360008
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

吉本 昌広  Kyoto Institute of Technology, 工芸科学研究科, 教授 (20210776)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾江 邦重  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20303927)
Keywords結晶成長 / 半導体物性 / 光物性 / 超格子 / 電子・電気材料
Research Abstract

半金属半導体混晶GaAsBiの禁制帯幅の温度依存性は大幅に低減できる。この特性を活用して最終的には発振波長が温度無依存である半導体レーザを得ることを目指している。Biの偏析により、GaAsBi/GaAs超格子は、従来、製作が困難とされてきた。本研究では、GaAsBi/GaAs超格子の製作法を確立し、その物性を明確にするとともに、発光の高輝度化を図る。その結果をもとに、レーザ基本構造(GaAsBi/GaAs超格子を活性層とするダブルヘテロ構造)の製作を目的としている。
BiはGaAsと混じりにくく、MBE成長などでサーファクタントとして働くことが良く知られており、Biの偏析が懸念されていた。成長中のAs圧のわずかな変化が、特にBi原子の取り込みに影響するため、同じ組成の混晶を再現性良く得ることが容易ではなかった。GaAsBiのMBE成長の条件を最適化し、GaAsBiの高品質化を進め、世界で初めて光励起によるGaAsBiのレーザ発振に成功した。
また、GaAsBi/GaAs超格子に関しては、透過電子顕微鏡(TEM)像観察と高分解能X線回折測定(XRD)により、顕著な偏析のない、原子レベルで平坦な界面をもつ超格子が製作できることを実証した。レーザ素子への応用を考えたとき、GaAsBi/GaAs接合では、価電子帯側のバンド不連続が大きく、伝導帯側のバンド不連続がほとんど無いと予想される。このためにAlGaAsをクラッド層とすることで、伝導帯側のバンド不連続を大きくする必要がある。本年度は、AlGaAs/GaAsBi超格子を製作し、TEM、XRDや二次イオン質量分析(SIMS)測定により、Biの偏析のない急峻なAlGaAs/GaAsBi界面が実現できることを示した。

  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] GaAs_<1-x>Bi_xファブリ・ペローレーザの発振波長の低温度依存性2010

    • Author(s)
      富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合大会
    • Place of Presentation
      東海大学 (平塚市)
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] (100)GaAs基板上GaAs_<1-x>Bi_x/Al_yGa_<1-y>As多重量子井戸構造の製作2010

    • Author(s)
      冬木琢真, 富永依里子, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合大会
    • Place of Presentation
      東海大学 (平塚市)
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法を用いて成長したGaAs_<1-x>Bi_xGaAs多重量子井戸の構造評価2009

    • Author(s)
      富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
    • Organizer
      応用物理学会結晶工学分科会2009年年末講演会
    • Place of Presentation
      学習院 (東京)
    • Year and Date
      2009-12-11
  • [Presentation] Fabrication of Growth of GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs multiquantum well structure without distinct segregation for application to laser diodes with the temperature-insensitive wavelength2009

    • Author(s)
      Y.Tominaga, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
    • Organizer
      2nd HOPE meeting
    • Place of Presentation
      箱根プリンスホテル (箱根町)
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] X線回折を用いたGaAs_<1-x>Bi_x/GaAs多重量子井戸構造の評価2009

    • Author(s)
      富永依里子, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
    • Organizer
      応用物理学会 第70回学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学 (富山市)
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] Structural investigation of GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs multiquantum well structures fabricated by molecular beam epitaxy2009

    • Author(s)
      Y.Tominaga, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
    • Organizer
      第28回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖 (守山市)
    • Year and Date
      2009-07-09
  • [Presentation] Growth of InGaAsBi/GaAs Multi-Quantum Wells on (100) GaAs2009

    • Author(s)
      K.Yamada, Y.Tominaga,, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
    • Organizer
      2009 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
    • Place of Presentation
      関西大学 (吹田市)
    • Year and Date
      2009-05-14

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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