2次元プラズモン・フォトン結合型光検出素子に関する基礎研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02805004
• 研究機関: 北海道工業大学
• 研究代表者: 熊崎 賢次 北海道工業大学, 応用電子工学科, 教授 (20048052)
• 研究分担者: 今井 和明 北海道工業大学, 応用電子工学科, 教授 (40001987)
• キーワード: ZnSeーZnTe歪超格子 / プラズモン・フォトン結合 / ラマン散乱 / フォノン・フォ-ルディング

研究概要

1)ZnSeーZnTe超格子の製作
ZnSeーZnTe超格子はGaAs(001)に1周期の合計膜厚20A以内で500周期、膜厚1μmにMBE成長させた。従来バッファ-層なしでは発光しないとされていたが,臨界膜厚以内では良質の超格子が育成できることが明らかとなった。特に両物質とも10Aが結晶性が最も良かった。
2)フォトルミネッセンスの膜厚比特性
ZnSeとZnTeの膜厚比によって青色から赤色まで発光させることが出来ることを示した。特に青色発光の原因が界面でのSeへのTeの原子とクラスタ-による等電子トラップに強く束縛された励起子発光によることがわかった。
3)ラマン散乱による膜厚比特性
ラマン散乱からは、膜厚比に応じてZnSe様とZnTe様のLOフォノン振動数の変化が見られた。また歪によるTOフォノンの出現とその振動数の膜厚比特性も得られた。一方、圧力下でのフォノン振動数の弾性体モデルを用いた計算値はほぼ実験値と一致した。しかしZnTeの結果には不一致が見られたが、これはZnTeの物理定数の不足によるものと考えられた。
4)フォノン・フォ-ルデイングによるLAフォノンの測定
膜厚を6Aから70Aまで変化させたものを1周期とし、合計膜厚を1μmとした試料におけるラマン散乱スペクトルから、LAフォノンの折り返しによるピ-クが低波数側に見られた。分散関係から音速を見積ると、ZnSeの音速はバルク値より数%小さく、ZnTeの音速は数%大きい。これはZnSeは柔らかく、ZnTeは硬くなることを意味し、他のラマン散乱やRBSの報告とも一致した。

研究成果

• [文献書誌] K.Kumazaki: "Lattice Strain near Interface of MBEーgrown ZnTe on GaAs" J.Crystal Growth. (1991)
• [文献書誌] K.Imai: "Electrical Characterization of Li doped ZnSe grown by Molecular Beam Epitaxy" J.Crystal Growth. (1991)
• [文献書誌] H.Ozaki: "Photoluminescence and Raman Scattering of ZnSeーZnTe Superlattices" Physica Status Solide(b).
• [文献書誌] F.Iida: "Effects of ZnSe Buffer Layer on Optical Properties of ZnTe Grown on GoAs" J.Crystal Growth.
• [文献書誌] 熊崎 賢次: "ZnSeーZnTe歪超格子の光学的特性" 北海道工業大学研究紀要. 20. (1992)
• [文献書誌] K.Kumazaki: "Crystal Growth and Optical Characterization of ZnTe Grown by Molecular Beam Epitaxy" 北海道工業大学研究紀要. 20. (1992)
• [文献書誌] K.Kumazaki(ed.by M.Jain): "IIーVI Semiconductors Compounds(分担,Chap.9 Optical Properties of Zn,Cd and Hg Chalcogenides)" World Scientifie Publishing(Singapore), 1500 (1992)
• [文献書誌] K.Kumazaki(ed.by M.Jain): "IIーVI Semiconductors Compounds(分担,Chap.10 Photoluminescemce and Raman Scattering of ZnSeーZnTe Strained Layer Super lattices)" World Scientific Publishing(Singapore), 1500 (1992)