| 研究課題/領域番号 |
61221013
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| 研究種目 |
特定研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
岸野 克巳 上智大, 理工学部, 講師 (90134824)
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| 研究期間 (年度) |
1986
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| 研究課題ステータス |
完了 (1986年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1986年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 可視光半導体レーザ / GaInAsP / AlGaAsレーザ / 0.6μm波長帯レーザ / レーザ利得 / しきい値電流の温度依存性 / バンド内緩和時間 / 埋め込み型レーザ |
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| 研究概要 |
1.GaInAsP/AlGaAsレーザの活性層となるGaInAsP結晶のGaAs基板上への格子整合成長条件を調べ、波長0.65〜0.69μmの組成範囲で成長条件を明らかにした。活性層とクラッド層の格子整合条件を詳細に調べて、実際に格子整合系でレーザを試作し、クラッド層の不純物濃度の最適化を行い、活性層厚が0.26μmの場合に5.6KA/【cm^2】までの低しきい値化を達成した。
2.このレーザの利得係数およびキャリアの寿命時間のキャリア濃度依存性を理論的に明らかにするとともに、理論では決定できない非発光再結合時間の温度および注入電流依存性をGaInAsP/AlGaAsLEDを試作し発光効率を測定することで求めた。これらの結果をもとにしきい値電流密度の活性層厚依存性を計算し実測値との比較を行って計算値と実測値が良く一致することを示した。この理論曲線よりみると活性層厚を0.1μm程度にすればしきい値は2KA/【cm^2】まで低減化できることが判明した。
3.GaInAsP/AlGaAsレーザの自然放出光スペクトルを測定し理論曲線にフィティングすることで、バンド内緩和時間の推定を行った。現時点では活性層内のキャリア濃度の算定精度が良くないためバンド内緩和時間の正確な値が判明していないが少なくとも0.6〜1×【10^(-13)】secの範囲内にある。この値は他の材料系で分っている〜【10^(-13)】secとほぼ同程度である。
4.以上の結果をもとにしてしきい値電流の温度依存性を計算し実測値と比較したところ良く合うことが明らかとなった。温度依存性の決定要因は現時点では十分に把握していないが、250Kの温度を境に高温側と低温側で再結合寿命時間のキャリア濃度依存性に明らかな差異があることが分った。
5.埋め込み型構造のレーザを試作し室温パルス動作下でのレーザ発振に成功した。発振波長は674nmで、しきい値電流が80mAと低く、微分量子効率は25%、光出力は5mWであった。
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