| 研究課題/領域番号 |
11555087
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
尾江 邦重 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (20303927)
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| 研究分担者 |
永沼 充 NTT, 光エレクトロニクス研究所, 主幹研究員
福澤 理行 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (60293990)
山田 正良 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (70029320)
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| キーワード | 温度無依存 / 発振波長 / Bi系半導体 / 半導体レーザ / 熱準安定 / MOVPE成長 |
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| 研究概要 |
周りの温度が変化しても、その発振波長の変動しない半導体レーザを実現するには、そのバンドギャップの温度依存性が、従来の半導体材料に比べて、はるかに小さい材料を創製する必要がある。本研究では、その性質を持つ材料の候補として、Biを含む混晶を取り上げ、光通信波長帯のBi系混晶でありGaInAsBi混晶をMOVPE法により成長し、その特性を調べることにある。その第一歩として、InAsBi、GaAsBi混晶を成長し、その結晶学的性質・光学的性質を調べた。これらの混晶のうち、GaAsBiは今までに作製したという報告はなく、世界初で創製されたものである。両混晶において、Asの位置の一部をBiが占有する置換型配置をしており、比較的良好な光学的特性も確認した。また、光通信用波長の1.55um帯を実現するために、GaInAsBi混晶を目指す中において、そのホスト結晶となるGaInAs混晶を出来るだけ低温で成長することを試みた。これは、Biの原子半径が著しく大きいために、Biを含む混晶は相転移が起こりやすくミシビリティ・ギャップが出来て、通常の半導体成長温度では、成長が出来ないためである。まず、この材料の成長温度低温化を制限している要因が、TMInが存在する状況での、TEGaの分解に依っていることを明らかにした。さらに、InP基板上でTEGaの分解が進むことを見いだし、ガス流の上流側にInPダミー結晶を配置することにより、成長温度を420Cまで、低温化するのに成功した。この低温で成長したGaInAs混晶のホトルミネッセンス強度は、通常のものと比較して半分程度あり、デバイスに適応できる品質であることを確認した。
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