| 研究概要 |
量子細線・量子箱を用いると,バンド端状態密度の向上などにより半導体レーザの高性能化が期待され,これらの実現を目指して1nGaAs系を中心にその製作方法の研究進展が著しい。しかしそのほとんどは波長〜1μmの赤外発光領域に偏っている。一方高密度光情報処理への応用や、光電子融合集積回路においてシリコン受光素子の吸収係数を増大するには、可視、特に短波長領域半導体レーザの高性能化、高効率化、低消費電力化が必要である。特に量子井戸箱に閉じこめられた励起子や励起子分子では大きな振動子強度(大きな光学利得)が理論的に予見されており、元来励起子の束縛エネルギーが大きいワイドギャップ半導体を用いてこれを実現すれば,高性能短波長レーザが実現される可能性が高い。
今年度は,前年度構造的に安定であることが確認されたZnSe系量子ドットについて,そのサイズの縮小による量子効果の確認を中心に研究を進めた。大きさ数nmの小さなドットを原子間力顕微鏡で測定する際には,測定プローブの有限な大きさが測定誤差を生じること,これをふまえたドットサイズの評価は透過電子顕微鏡による測定ともよく一致することを確認した。一方発光スペクトルは量子ドットのサイズの減少に伴ってプルーシフトを示した。そのピーク位置については,上記のように測定したドットサイズを考慮して理論計算することにより,ドットにおける三次元的な量子効果で台理的に説明できることを明らかにした。現在,このような量子ドットをAFMナノリソグラフィを用いた数10nm領域の選択成長に組み込み,ドット1個づつの光物性を明らかにするとともに,これを微小光共振器に組み込み,誘導放出過程への量子ドットの寄与を明らかにする研究を進めている。
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