| 研究課題/領域番号 |
11555087
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
尾江 邦重 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (20303927)
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| 研究分担者 |
永沼 充 NTT光エレクトロニクス研究所, 主幹研究員
福澤 理行 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (60293990)
山田 正良 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (70029320)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2001年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2000年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1999年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
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| キーワード | 温度無依存 / 発振波長 / Bi系半導体 / 半導体レーザ / 熱準安定 / MOVPE成長 |
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| 研究概要 |
周りの温度が変化しても、その発振波長の変動しない半導体レーザを実現するために、そのバンドギャップの温度依存性が、従来の材料よりもはるかに小さい半導体の創製を目指した研究を行った。光通信波長帯のGaInAsBi混晶を取り上げ、MOVPE法による成長とその特性評価を目指した。InAsBi混晶については、既に良好な結晶を得ていたので、本研究では、他の構成要素であるGaAsBi混晶の研究に注力した。成長温度365℃において、Bi含有量2.6モル%までのGaAsBi混晶エピタキシャル層を得ることができ、その結晶学的・光学的性質を調べた。GaAsBiは今までに作製したという報告はなく、世界初で創製されたものである。この混晶において、Asの位置の一部をBiが占有する置換型配置をしていることをRaman分光測定等で確認し、比較的良好な光学的特性も確認した。フォトリフレクタンスで求めたバンドギャップがホトルミネッセンスピークエネルギーに対応していた。バンドギャップの温度依存性を測定し、予想通りBiの含有により、それが著しく減少していることが確認できた。特にBiがわずか0.5モル%入っただけで、温度依存性が半分以下となったのは、非常に興味深い。また、ホスト結晶となるGaInAs混晶を出来るだけ低温で成長することを試みた。成長温度を420℃まで、低温化するのに成功したが、この温度では、相分離のため、Biの入った混晶を得ることは出来なかった。
以上、本研究では、GaAsBi混晶を創製してその特性を調べ、半導体と半金属より成る混晶半導体は、そのバンドギャップの温度依存性が著しく小さくなるはずだ、という私が提案した概念の正しいことを証明できた。しかし、長波長帯材料であるGaInAsBi混晶については、相分離の起こらない365℃までの低温化ができなかったため、相分離に妨げられ、創製するまでには至らなかった。
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