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

• 研究課題/領域番号: 21360008
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 吉本 昌広 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20210776)
• 研究分担者: 尾江 邦重 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20303927)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2010年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2009年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 結晶成長 / 半導体物性 / 光物性 / 超格子 / 電子・電気材料

研究概要

GaAsBiはその禁制帯幅が温度無依存化するので、発振波長が温度に依存しないレーザ用材料として有望である。透過電子顕微鏡観察、ホトルミネセンス、トラップ密度の測定結果をもとに、適切な条件で成長することで、デバイスに応用しうる高品質のGaAsBiを得られることを実証した。また、GaAsBiから世界で初めてレーザ発振を得た。さらに、AlGaAs/GaAsBi多重量子井戸構造を製作し、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。このヘテロ界面の欠陥準位を解析し、その低減法を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Study of deep levels of GaAs/p-GaAs_<1-x> Bi_x heterostructure grown by molecular beam epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Materials Research Society Proceedings, Reliability and Materials Issues of III-V and II-VI Semiconductor Optical and Electron Devices and Materials II 巻: (印刷中)
  • URL: http://www.mrs.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-pumped GaAs_<1-x>Bi_x lasing operation with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoriko Tominaga, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE, Novel In-Plane Semiconductor Lasers XI 巻: 8277 ページ: 827702-827702
  • DOI: 10.1117/12.907098
  • 査読あり
• [雑誌論文] High hole mobility in GaAs_<1-x> Bi_x alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kado, T. Fuyuki, K. Yamada, K. Oe, and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.51 号: 4R ページ: 040204-040204
  • DOI: 10.1143/jjap.51.040204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural evaluation of GaAs_<1-x> Bi_x mixed crystals by TEM, Proceedings of Compound Semiconductor Week(CSW/IPRM) (2012)
  • 著者名/発表者名: O. Ueda, Y. Tominaga, N. Ikenaga, M. Yoshimoto, K. Oe
  • 雑誌名: 2011 and 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials ページ: 1-4
  • URL: http://www.ieee.org/INSPECAccessionNumber:12172587
• [雑誌論文] Structural evaluation of GaAs_<1-x>Bi_x mixed crystals by TEM (2012)
  • 著者名/発表者名: O.Ueda, Y.Tominaga, N.Ikenaga, M.Yoshimoto, K.Oe
  • 雑誌名: Proceedings of Compound Semiconductor Week (CSW/IPRM), 2011 and 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials ページ: 1-4
• [雑誌論文] Deep-Hole traps in p-Type GaAs_<1-x>Bi_x Grown by Molecular Beam Epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuma Fuyuki, Shota Kashiyama, Yoriko Tominaga, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 号: 8R ページ: 080203-080203
  • DOI: 10.1143/jjap.50.080203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-insensitive photoluminescence emission wavelength in GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs multiquantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: physica status solidi(c) 巻: Vol.8 号: 2 ページ: 260-262
  • DOI: 10.1002/pssc.201000520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-insensitive photoluminescence emission wavelength in GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs multiquantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 雑誌名: physica status solidi (c) 巻: 8 ページ: 260-262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of GaAs_<1-x> Bi_x/Al_yGa_<1-y> As multi-quantum-well structures (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, Y. Tominaga, K. Oe and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.49 号: 7R ページ: 070211-070211
  • DOI: 10.1143/jjap.49.070211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Temperature Dependence of Oscillation Wavelength in GaAs_<1-x> Bi_x Laser by Photo-Pumping (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol.3 号: 6 ページ: 062201-062201
  • DOI: 10.1143/apex.3.062201
  • NAID: 10027015196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of GaAs_<1-x>Bi_x/AlyGa_<1-y>As Multi-Quantum-Well structures (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Fuyuki, Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Temperature Dependence of Oscillation Wavelength in GaAs_<1-x>Bi_x Laser by Photo-Pumping (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Fuyuki, Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 2
  • NAID: 10027015196
  • 査読あり
• [学会発表] Study of deep levels of GaAs/p-GaAs_<1-x> Bi_x heterostructure grown by molecular beam epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: Materials Research Society 2012 Spring meeting, Symposium G
  • 発表場所: Moscone Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2012-04-10
• [学会発表] アドミタンス法によるGaAs/pGaAs_<1-x>Bi_x界面評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冬木琢真, 柏山祥太, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Photo-pumped GaAs_<1-x> Bi_x lasing operation with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: SPIE 2012 Photonic West
  • 発表場所: Moscone Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] Photo-pumped GaAs_<1-x>Bi_x lasing operation with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: SPIE 2012 Photonic West
  • 発表場所: Moscone Center (San Francisco, USA)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] 光励起によるGaAs_<1-x>Bi_x/GaAs薄膜のファブリ・ペローレーザ発振-その発振波長の低温度依存性- (2011)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子、尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館(東京)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] DLTS法によるGaAs_<1-x>Bi_x結晶中の点欠陥評価(II) (2011)
  • 著者名/発表者名: 冬木琢真, 柏山祥太, 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] GaAs_<1-x>Bi_xのp形ドーピング特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角浩輔, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] (100)GaAs基板上In_<1-y>Ga_yAs_<1-x>Bi_x/GaAs多重量子井戸構造の製作(II) (2011)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Lasing in GaAsBi with low temperature dependence of oscillation wavelength (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, Y. Tominaga, K. Oe
  • 学会等名: 2nd International workshop on Bismuth-Containing Semiconductors
  • 発表場所: Univ. of Surrey(Guildford, UK)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] Lasing in GaAsBi with low temperature dependence of oscillation wavelength (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yoshimoto, Y.Tominaga, Kunishige Oe
  • 学会等名: 2nd International workshop on Bismuth-Containing Semiconductors : Theory, Simulation, and Experiment
  • 発表場所: Univ.of Surrey (Guildford, UK)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] DLTS法によるp型GaAsBi結晶中の点欠陥評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 冬木琢真, 柏山祥太, 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第30回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖(滋賀県守山市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] p形GaAsBiの電気的特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角浩輔, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第30回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖(滋賀県守山市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] MBE成長GaAs_<1-x>Bi_x結晶のTEM評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田修, 富永依里子, 池永訓昭, 吉本昌広, 尾江邦重
  • 学会等名: 第30回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖(滋賀県守山市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] GaAs_<1-x>Bix/GaAsヘテロ接合界面の急峻性の熱処理による変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第30回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖(滋賀県守山市)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Variations in the abruptness at GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs heterointerfaces caused by thermal annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors(ISCS2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel(Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Variations in the abruptness at GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs heterointerfaces caused by thermal annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel (Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Deep level transient spectroscopy study of p-type GaAs_<1-x> Bi_x mixed crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors(ISCS2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel(Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Stractural evaluation of GaAs_<1-x> Bi_x mixed crystals by TEM (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Ueda, Y. Tominaga, N. Ikenaga, M. Yoshimoto, K. Oe
  • 学会等名: 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials(IPRM2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel(Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Stractural evaluation of GaAs_<1-x>Bi_x mixed crystals by TEM (2011)
  • 著者名/発表者名: O.Ueda, Y.Tominaga, N.Ikenaga, Masahiro Yoshimoto, K.Oe
  • 学会等名: 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel (Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Deep level transient spectroscopy study of p-type GaAs_<1-x>Bi_x mixed crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Fuyuki, S.Kashiyama, Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel (Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] DLTS法によるGaAs_<1-x>Bi_x結晶中の点欠陥評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 冬木琢真, 柏山祥太, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第58回 応用物理学関係連合大会
  • 発表場所: 東海大学(厚木市)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] GaAs_<1-x>Bi_x/GaAsヘテロ接合界面の急峻性の熱処理による変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第58回 応用物理学関係連合大会
  • 発表場所: 東海大学(厚木市)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 光励起によるGaAs_<1-x>Bi_x/GaAs薄膜のファブリ・ペローレーザ発振・その発振波長の低温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館(東京都)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Lasing in GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs thin film cavity with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 2010 IEEE International Semiconductor Laser Conference
  • 発表場所: 全日空ホテル(京都市)
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] Lasing in GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs Thin Film Cavity with Low-Temperature-Dependent Oscillation Wavelength (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: 2010 IEEE International Semiconductor Laser Conference
  • 発表場所: 全日空ホテル(京都市)
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎市)(受賞記念講演)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] TEMによるMBE成長GaAs_<1-x>Bi_x混晶の構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田修, 富永依里子, 池永訓昭, 吉本昌広, 尾江邦重
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎市)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Present status and future prospects of Bi-containing semiconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, K. Oe
  • 学会等名: 1st International Workshop on Bismuth-Containing Semiconductors
  • 発表場所: ミシガン大学(米国)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] Present status and future prospects of Bi-containing semiconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, K.Oe
  • 学会等名: 1st International Workshop on Bismuth-Containing Semiconductors
  • 発表場所: ミシガン大学(米国)(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] GaAs_<1-x>Bi_xレーザの発振波長の低温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: 第29回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺(伊豆市)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: T.Fuyuki, Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: 第29回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺(伊豆市)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] Growth of GaAs_<1-x> Bi_x/Al_yGa_<1-y> As multi-quantum well structures on GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, Y. Tominaga, K. Yamada, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: Electronic Materials Conference
  • 発表場所: ノートルダム大学(米国)
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] Growth of GaAs_<1-x>Bi_x/Al_yGa_<1-y>As Multi-Quantum Well Structures on GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Fuyuki, Y Tominaga, K.Yamada, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: Electronic Materials Conference 2010
  • 発表場所: ノートルダム大学(米国)
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] Temperature insensitive Photoluminescence Emission Wavelength in GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs Multiquantum Wells (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, K.Oe, M.Yoshimoto
  • 学会等名: 37th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: 高松シンボルタワー(高松市)
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] Temperature-insensitive photoluminescence emission wavelength in GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs multiquantum Wells (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 37th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: 高松シンボルタワー(高松市)
  • 年月日: 2010-05-31
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合大会
  • 発表場所: 東海大学 (平塚市)
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] (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)
  • 著者名/発表者名: 冬木琢真, 富永依里子, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合大会
  • 発表場所: 東海大学 (平塚市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 応用物理学会結晶工学分科会2009年年末講演会
  • 発表場所: 学習院 (東京)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 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 wavelength (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
  • 学会等名: 2nd HOPE meeting
  • 発表場所: 箱根プリンスホテル (箱根町)
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 富永依里子, 山田和弥, 尾江邦重, 吉本昌広
  • 学会等名: 応用物理学会 第70回学術講演会
  • 発表場所: 富山大学 (富山市)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Structural investigation of GaAs_<1-x>Bi_x/GaAs multiquantum well structures fabricated by molecular beam epitaxy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tominaga, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
  • 学会等名: 第28回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖 (守山市)
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] Growth of InGaAsBi/GaAs multi-quantum wells on(100) GaAs (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yamada, Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 2009 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: 関西大学(吹田市)
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] Growth of InGaAsBi/GaAs Multi-Quantum Wells on (100) GaAs (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yamada, Y.Tominaga,, Kunishige Oe, Masahiro Yoshimoto
  • 学会等名: 2009 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: 関西大学 (吹田市)
  • 年月日: 2009-05-14
• [図書] Molecular beam epitaxy of GaAs and related quaternary alloys Molecular Beam Epitaxy : From Quantum Wells to Quantum Dots ; From Research to Mass Production
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto and K. Oe
  • 出版者: Elsevier(印刷中)
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~yoshimot
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~yoshimot
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~yoshimot/