2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
23360025
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
小山 裕 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80169367)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | テラヘルツ / 半導体 / 結晶成長 / ストイキオメトリ / 点欠陥 / レーザー / 非線形光学 |
|---|
| Research Abstract |
世界的に報告が無い独自の液相成長法を用いて、テラヘルツ波発生用非線形光学結晶のGaSe結晶成長を行った。結晶成長条件について成長温度、温度勾配、印加Se蒸気圧、るつぼ形状などのパラメータを最適化し、ラマン散乱分光測定、XRD測定によるポリタイプの同定を行った。得られた結晶はｐ型であり、ホール係数温度依存性測定を行った。結晶の光吸収特性は、近赤外光(λ=1μm)とテラヘルツ透過測定を行った。また、表面処理を行った結晶を用いてテラヘルツ波発生を実現した。
表面モフォロジー観察から、準静的に結晶成長が進行したことが分かった。結晶のポリタイプについて、高温条件ではγ-GaSeの析出があったが、低温成長を行うことで所望のε相を成長できた。キャリア密度の温度依存性からは、Bridgman法によって成長した結晶では深い準位が存在することが示された。また、本研究で成長した結晶はBridgman法による結晶に比べ高い移動度を持つことがわかった。遷移金属元素添加により深い準位形成に成功した。結晶の光吸収特性について、印加Se蒸気圧に着目した。近赤外、テラヘルツ高周波帯域において印加Se蒸気圧の増加により、光吸収特性が向上した。また、近赤外帯域テラヘルツ高周波帯域共に成長した結晶の光吸収はBridgman法により成長した市販GaSeよりも良好であった。この結果より、蒸気圧制御温度差液相成長法による印加Se蒸気圧制御はフォノン散乱の低減、またノンストイキオメトリ欠陥の低減に有効であることが示された。テープ剥離法を用いて結晶をへき開し、結晶表面の状態を改善した結晶で9.41THz,9.91THz,10.41THzにおいて、テラヘルツ波発生に成功した。
これらの成果は、学術論文4編（１編は投稿中）、国際会議発表２件、国内会議発表14件、受賞1件（2013年度KDDI財団賞）にて行われた。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
