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2波長励起フォトルミネッセンス測定系およびそれを用いた各種半導体試料の測定により、下記成果が得られた。
1.2波長励起フォトルミネッセンス測定系の改良
禁制帯内励起(BGE)光源用の回折格子分光器、励起用ファイバーヘッド等を導入し、測定系の操作性、精度を改善した。
2.GaAs/AlGaAs量子井戸試料の2波長励起フォトルミネッセンス
(1)無ドープ及びSiドープ試料のBGE効果を検出し、試料構造、成長条件により異なる準位が存在することを示した。
(2)BGE効果のバンド間励起(AGE)光及びBGE光エネルギー依存性から、準位の空間分布、エネルギー分布を明示した。
(3)Si一様ドープ試料中の井戸層に存在する非発光再結合準位が、選択ドープ構造では存在しないことを初めて実証した。
(4)BGE効果のAGE光及びBGE光強度依存性から、2準位モデルでの非発光再結合パラメーターを定量的に導出した。
3.GaN系半導体試料の2波長励起フォトルミネッセンス
(1)青色発光材料測定のため光源を整備してInGaN/GaN量子井戸試料のBGE効果を検出し、準位がGaN障壁層内に存在すること、BGEエネルギー1.6eV〜2.4eV間に分布していることを示した。
(2)確認のためGaNバルク試料を測定したところ同一のBGEエネルギー分布を得、上記の空間分布測定の結果を実証した。
(3)GaNを井戸層とするGaN/AlGaN量子井戸試料においてもBGE効果を確認し、準位分布の検討が可能であることを示した。
総じて本手法が非破壊・非接触で、波長域を問わず発光材料の詳細・微視的な評価に有効であることを実証した。
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