研究概要 |
ガスソースMBE(分子線エピタキシ)法により、InP基板上へのTlInGaAsの成長を行った。TlInGaAs成長中の反射高速電子線回折(RHEED)パターンは(2x2)を示した。成長温度は約450℃であった。400℃以下では成長表面へのTlの析出が観測され、460℃以上に高いと表面からのTl原子の再蒸発が起こりTlが結晶中にほとんど取り込まれなかった。成長の窓は広くないことが分かった。Tl供給量の増加につれてTl組成は増加した。現在までに得られているTl組成の最大値は13%である。TlInGaAsのフォトルミネセンス(PL)ピークエネルギーは、Tl組成の増加につれて低エネルギー側へのシフトが観測された。この結果は我々が予測したものに一致している。InP/TlInGaAs/InPのダブルヘテロ(DH)構造サンプルでは、シングルヘテロ(SH)構造サンプルのPL発光強度より約10倍に増加した。これは表面での非発光再結合が抑制されたためと考えられる。InPのX線回折ピークの半値幅は、SH,DHであまり変化はなく、TlInGaAsとInPとのヘテロ界面での相互拡散は起こっていないことが分かった。DH構造サンプルからのPL発光のピークエネルギーの温度依存性は、TL組成が増加するにつれて小さくなることが観測され、Tl組成13%のサンプルでは極めて小さい温度依存性が観測された。0.03meV/Kであり、PLピーク波長の温度依存性としては0.04nm/Kである。この値は、1.55μm帯DFBレーザーの0.1nm/Kに比べて約2.5分の1と小さい値である。温度不感発振波長の半導体レーザー実現の可能性が出てきた。
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