| 研究概要 |
本研究は半導体微小共振器による自然放出過程の改変と量子閉じ込めスタルク効果(QCSE)による発光波長変化を利用し,特定の方向に高い効率で発光し,かつ高速変調可能な自然放出発光素子の実現,特に応用上必須となる室温において動作する素子の実現を目的とした.まず,10年度には電流注入と電圧印加の両方の機能を備えた3端子微小共振器発光素子を試作し,低温で自然放出光の制御,特に電流注入下でのQCSEによる発光スペクトルと放射パターン変化を確認した.しかしながら従来の光励起下の実験と異なって放射パターンが空間的に非対称となる問題が発生した.この原因としては,エミッタ層とベース層の横方向抵抗値の差が大きいことに起因して電流がエミッタ領域で横方向に広がらず,エミッタ電極近傍で発光が起こっていたためであると推測された.そこで11年度には,これら各層のドープ量を最適化し,同時に室温での動作を目指した素子設計を行った.この結果,放射パターンは対称となり,量子井戸に印加する電圧に応じて放射パターンが変化するという基本的な素子動作を確認した.従って室温において電流注入下で動作する3端子微小共振器発光素子を作製できたということができる.しかしながら,素子の外部量子効率は1%以下と十分なものではない.この原因は,量子井戸発光層における結晶性が十分でなく,非発光再結合がかなり高い割合で起こっているためであると考えられる.
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