| Project/Area Number |
02F00657
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Applied materials science/Crystal engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
荒川 泰彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PARK SE?KI 東京大学, 先端科学技術研究センター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2002 – 2003
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2003)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2002: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 高密度量子ドット / 有機金属気相成長 / Ga(In)As中間層 / 半導体量子ドット / 有機金属気層堆積法 / AlAs層 / 段階的に原料の供給量を変化 |
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| Research Abstract |
量子ドットを代表とする量子マイクロ構造を埋め込んだ半導体レーザは、閾値電流密度の低減など、今後の光通信分野に革命をもたらすと期待されている。しかし、そのためには、10nm程度の量子ドットを高均一、高密度で作製する必要があり、現在、その確立した技術は存在しない。本研究に於いて、有機金属気相成長(MOCVD)装置を用い、AlAsの下地の上に、高密度のInAs量子ドットを作製することに世界で初めて成功したので報告する。
通常、GaAs(001)上にAlAsを成長すると、表面が荒れ、デバイス作製には向かない。しかし、この表面の荒れこそ、量子ドットが最初に形成されるサイトに最適であることに気が付き、逆にこの表面を利用することによって、4.7×10^<11>cm^<-2>という高密度量子ドットを作製した。量子ドットのサイズは、平均で14nm。また、MOCVD成長時に、原料をGaAsから、AlAsに切り替える際、通常は、成長中断を行なうが、AlAs成長にとって、この中断は、GaAs層とAlAs層の界面に致命的な欠陥を導入する機会となり、光学特性に悪影響を及ぼすことを見出した。そこでAlAs層成長後にInGaAs中間層をもうけることにより、光学特性の改善を図った。その結果、中間層が無い構造に比べ、発光強度は3.8倍改善した。また均一性を示す指標である半値幅は25meVと比較的狭い発光スペクトルを得ることに成功した。発光ピーク波長は1258nmであり、光通信用波長帯である1.3μm帯に非常に近く、今後の量子ドットレーザ実用化に向け、高密度・高均一かつ長波長という必要条件を満たすという点で非常に有望な結果が得られた。
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