全固体式真空紫外レーザーの実現

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09875083
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 天野 浩 名城大学, 理工学部, 助教授 (60202694)
• 研究分担者: 赤崎 勇 名城大学, 理工学部, 教授 (20144115)
• キーワード: III族窒化物半導体 / レーザーダイオード / 真空紫外 / 二次高調波 / アップコンバージョン / 混晶

研究概要

二次高調波結晶、アップコンバージョン結晶等による固体式真空紫外レーザーダイオード実現のため、III族窒化物半導体レーザーダイオードの高性能化について検討した。
AlInNはInNモル分率0.17でGaNと格子整合するため、新しいヘテロ接合用混晶として有望である。本研究では、組成の異なるAlInNをGaN上に成長し、格子整合する付近でモザイク性が最も減少し、高い結晶品質を有するAlInNの成長が可能であることをはじめて見出した。また、同混晶系からの室温でのフォトルミネッセンスを始めて観測した。
活性層として用いられるGaInNの組成とバンド構造の関係を変調反射分光法を用いて精密に測定した。
III族窒化物半導体レーザーダイオードは、通常サファイア上に作製されており、壁開性がないため、他の化合物半導体と同様の方法では共振器ミラー面を作製することは出来ない。本研究では、集束イオンビーム(FIB)加工装置を用いて共振器ミラーの作製を行った。その結果、FIBは有用であり、またミラー同士の回転角依存性やあおり角依存性に関して、新たな知見を得ることが出来た。
また従来、光閉じ込め不足によるビームの多峰性が大きな問題であったが、AlGaNn型導電層を用いた新しい構造により単峰性ビームを実現した。
現在、高出力化について検討を進めている。更に、二次高調波結晶やアップコンバージョン結晶とのカップリングについては今後の課題である。

研究成果

• [文献書誌] H.Kato, T.Takeuchi, R.Mizuhoto, S.Yamaguchi, C.Wetzel, H.Amano, L.Akasaki, Y,Kaneko and N.Yamada: "GaN Based Laser Diode with Focused Ion Beams Etched Mirrors" Jpn.J.Appl.Phys.37. L444-L446 (1998)
• [文献書誌] H.Amano, M.Iwaya, T.Kashima, M.Katsuragawa, I.Akasaki, J,Han, S.Hearne, J.A.Floro, E.Chason and J.Figiel: "Stress and Defect Control in GaN Using Low Temperature Interlayers" Jpn.J.Appl.Phys.37. L1540-L1542 (1998)
• [文献書誌] C.Wetzel, T.Takeuchi, S.Yamaguchi, H.Katoh, H.Amano and I.Akasaki: "Optical bandgap in Ga_<1-x>In_xN (0<x<0.2) on GaN by photoreflection spectorscopy" Appl.Phys.Lett. 73. 1994-1996 (1998)
• [文献書誌] M.Kariya, S.Nitta, S.Yamaguchi, H.Kato, T.Takeuchi, C.Wetzel, H.Amano, and I.Akasaki: "Structural properties of Al_<1-x>In_xN ternary alloys on GaN grown by metalorganic vapor-phase epitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.37. L697-L699 (1998)
• [文献書誌] :M.Iwaya, T.Takeuchi, S.Yamaguchi, C.Wetzel, H.Amano and I.Akasaki: "Reduction of Etch Pit Density in Organometallic Vapor Phase Epitaxy-Grown GaN on Sapphire by Insertion of a Low-Temperature-Deposited Buffer Layer between High-Temperature-Grown GaN" Jpn.J.Appl.Phys.37. L316-L318 (1998)