| 研究概要 |
酸化亜鉛(ZnO)半導体の電子や正孔を閉じこめるワイドギャップ材料として,同じ酸化物材料であるMgZnOに注目した。実際に,レーザーアブレーション法により,Mg組成が20%程度までは,閃亜鉛鉱構造を有する単結晶の作製が可能であることが明らかとなった。さらに,そのバンドギャップがMg組成の増大に伴い,期待通り広がることを確認した。
半導体レーザーを作製するためには,バンドギャップの大きなクラッド層で活性層(発光層)をはさみ,キャリアと光を効率よく閉じこめることが重要であることはよく知られている。この新しいヘテロ構造により,閉じこめ構造の実現が可能かどうか調べるために,実際にZnO/MgZnO多重量子井戸構造を作製し,キャリアの閉じこめ効果を検討した。低温におけるフォトルミネッセンスおよび吸収の井戸幅依存性を詳細に調べることにより, ZnO/MgZnOヘテロ接合を用いて,酸化物量子井戸構造が作製可能なことが明らかとなった。
現在,閉じこめられた低次元ZnO励起子の性質について検討を加えており,今後レーザーへの応用も含め,新しい酸化物半導体材料の実現に向け,研究を継続する予定である。
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