| 研究概要 |
本研究は、ZnSe系II-VI族、GaN系III-V族半導体低次元構造の構築を図ること、およびそれらの構造における励起子の振る舞いを分光学的に解明し、光学的な物性を明らかにすることで、その物性を応用した超高効率発光ダイオード、超低しきい値レーザ、高速光スイッチング素子などの励起子光デバイス実現に向けた基礎研究を行うことを目的としている。
平成9年〜10度の研究成果は、以下に示す通りである。
1. 原子のレベルで平坦なGaAs(110)劈開面上にZnSeを成長した後、大きい歪みを持つCdSeを成長させことによって、Stranski-Krastanov成長モードで自己形成される量子ドットの作製に初めて成功した。その構造の光物性評価から、3次元的に閉じ込められた強い励起子発光線が観測された。また、顕微フォトルミネッセンス測定から、その発光が各量子ドットからであることを示し、その発光の2次元的分布を検討した。
2. 2チャンバーMBE法によりGaAs(100)基板上にGaAsバッファ層を積層し、更にその上にCdSe(1,2,3ML)単一量子井戸/ZnSe導波層(各50nm)/ZnSSe(各0.85μm)をコヒーレント成長させた構造を作製し、極薄CdSe活性層で生成される局在励起子の発光ダイナミクスをTRPLにより評価した。その結果、活性層膜厚1MLの試料において低温では束縛励起子分子が光利得生成に関与しているものと同定された。
3. 種々のIn濃度のInGaN量子井戸発光素子における励起子の次元性を評価した。超高輝度(η_<ext>=20%)青色LEDの輻射再結合寿命は、約4〜5nsとほとんど温度依存性を持たず室温でもゼロ次元的な中心から発光していることが示された。
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