| 研究課題/領域番号 |
11640322
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
|
|---|
| 研究機関 | 大阪市立大学 |
|---|
研究代表者 |
中山 正昭 大阪市立大学, 工学部, 教授 (30172480)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1999年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
|
|---|
| キーワード | 超格子 / GaAs / AlAs / InAlAs / 光励起キャリア分布 / サブバンド間共鳴 / サブバンド間散乱 / バンド間遷移発光 / サブバンド間遷移発光 / 電場効果 / キャリア分布 / 発光特性 / 光電流特性 |
|---|
| 研究概要 |
本研究の目的は、半導体超格子を対象として、定常的にキャリアが存在できない高次サブバンドの光励起キャリア分布を制御する機構を解明し、サブバンド間遷移発光(中赤外領域)の可能性を追求することである。超格子試料(GaAs/AlAs,GaAs/InAlAs)は、バイアス電圧(電場)を印加するためにp-i-n、もしくは、n-i-n構造を有しており(i層が超格子)、分子線エピタキシー法によって結晶成長した。研究成果の概要を以下に記す。
1.GaAs/AlAs超格子の伝導帯では、Γ点に関してはGaAs層が量子井戸層であるが、X点に関してはAlAs層が量子井戸層となる。したがって、GaAs-ΓサブバンドとAlAs-Xサブバンド間のΓ-X共鳴と散乱に着目し、バイアス電圧(電場)印加によってサブバンド間のエネルギーを制御し、バンド間遷移とサブバンド間遷移の測定と解析を行った。GaAs/AlAs2重量子井戸超格子[AlAs(5.7nm)/GaAs(4.5nm)/AlAs(1.1nm)/GaAs(2.7nm)]とGaAs(15.3nm)/AlAs(4.5nm)超格子において、Γ-X共鳴と散乱に起因する高次Γサブバンドでのキャリア分布をバンド間発光特性から明らかし、さらに、サブバンド間遷移発光(電流注入発光)を検出することに成功した。
2.GaAs/InAlAs超格子では、重い正孔(HH)サブバンドと軽い正孔(LH)サブバンド間の共鳴・散乱に着目して研究を行った。光電流特性-バイアス電圧特性から、いくつかの試料においてHH1-LH1共鳴が明確に検出できた。さらに、GaAs(3.7nm)/In_<0.3>Al_<0.7>As(0.85nm)超格子において、HH1-LH1共鳴とそれに続くHH1→LH1散乱によって、正孔の最低エネルギー状態であるHH1サブバンドに起因する発光が消失し、高エネルギーサブバンドであるLH1サブバンドにキャリアが分布することを明らかにした。
|
