| 研究概要 |
本研究は,II-VI族半導体を用いた青緑色半導体レーザの研究を純粋な青色まで短波長化し,現在まで研究の行われてきたMBE法に加えてMOCVD法によるレーザ実用化の基礎を築くことを目指している。MOCVD法における懸案であるp型伝導度制御に関しては,理論的な観点からZnSeならびにZnMgSSeへのアクセプタード-ピングを検討し,Amphoteric Native Defect(両極性真性欠陥)モデルにもとづいてこれまでのド-ピングに関する実験結果がうまく説明できること,このような検討において成長温度の違いを考慮することが重要であることを示した。また実験的にはp型電気伝導を示しやすいZnTeを1/3分子層ずつ離散的にZnSeに挿入し,このZnTeにLiをド-ピングすることにより,〜10^<18>cm^<-3>のアクセプター濃度を達成した。さらに最近理論的に予見されているドナーとアクセプターの同時ド-ピングによる高濃度アクセプタード-ピングについても検討を進めており,その有効性が確認されつつある。これらの伝導度制御によりMOCVDで青色半導体レーザを実現する主要な問題点は克服されたと考えられる。
一方キャリアの漏れを防ぐバンド不連続の大きなヘテロ構造としてMgS/ZnSe構造を検討し,強い量子閉じ込め効果により励起子が室温まで安定化することを励起子吸収の測定,励起子発光の測定から確認した。これらの励起子は井戸幅ゆらぎによる局在化により,より高温まで発光効率が高くなることが示され,今後高効率の半導体レーザを実現するために有効であると考えられる。さらに3次元的に量子閉じ込めした量子ドット構造の研究も進め,ワイドギャップ半導体でも自己組織化が可能であることを示した。これらの発光領域における量子化と上記伝導度制御の成果を組み合われることにより,高性能青色レーザの実現が期待出来る。
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