InGaAs面発光量子細線レーザの開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12355015
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 冷水 佐壽 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50201728)
• 研究分担者: 石川 浩 (株)富士通研究所, 基盤研究所, 主任研究員 ; 北田 貴弘 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (90283738) ; 下村 哲 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (30201560) ; 大坪 孝二 (株)富士通研究所, 基盤研究所, 研究員
• キーワード: InGaAs / 高指数面GaAs基板 / 自己形成型量子細線 / MBE成長 / 面発光量子細線レーザ

研究概要

(775)B等,(nnl)A, (nnl)B高指数面基板上に分子線結晶成長(MBE)によって白然形成型InGaAs量子細線結晶を作製し,発振波長850nmの偏光モードの安定した面発光型量子細線レーザの開発を目指して,研究を進めている。
(1)(775)B DBRミラーの作製
(775)B基板上と(100)基板上にSiをドープしたAlAs(92.5nm)/Al_<0.15>Ga_<0.85>As(80.5mm)DBRミラーを24組み作製した。(775)B基板上のAlAs/Al_<o.15>Ga_<0.85>Asの界面にはコラゲーションがあるが(775)B基板上のDBRミラーは(100)基板上のDBRミラーと同じ98%の反射率を得た。98%の反射率が得られるストップバンド幅も等しい。(775)B基板上には(100)基板上と同様の高品質のDBRミラーが作製できることがわかった。
(2)(775)InGaAs量子細線面発光レーザの光励起室温発振
活性層に(775)B In_<0.1>Ga_<0.9>As/(GaAs)_6(AlAs)_1量子細線層5層,基板側にAlAs/Al_<0.15>Ga_<0.85>As 28組みのDBRミラー,表面側にAlAs/Al_<0.15>Ga_<0.85>As 24組みのDBR出射ミラーからなる面発光レーザを作製した。Ti-Sapphireレーザの波長777nmのレーザ光で200μm直径のスッポトサイズで光励起し,室温発振を確認した。6.2μW/μm^2における発振波長は846mmと目標の850nm帯で発振していることを確認した。発光半値幅はO.4nmであった。閾値パワー密度は24℃で1.8μW/μm^2で,この値は閾値電流密度200A/cm^2に相当する。このことは,(775)B InGaAs面発光量子細線が電流注入による室温発振が可能な高い光学的品質を有していることを示している。

研究成果

• [文献書誌] Y.Ohno: "Stacking effect of self-organized In_<0.15>Ga_<0.85>As quantum wires grown on (775)B-oriented CaAs substrates by molecular beam epitaxy"J. Crystal Growth. 227-228. 970-974 (2001)
• [文献書誌] T.Nitta: "Highly unigorm and high obpical quality In_<0.22>Ga_<0.78> AS/GaAS quantum wires grown on (221)a GaAs substrate by molecular beam epitasy"J. Vac, Sci. Teclnol.. B19(5). 1824-1827 (2001)
• [文献書誌] Y.Ohno: "Large anisotropy of electron mobilities in laterally modulated two-dimensional systems grown on the (775)B-oriented GaAs substrates by molecular beam epitaxv"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(Pt.2, 10A). L1058-L1060 (2001)
• [文献書誌] S.Shimomura: "Temperature dependence of photoluminescence in (221)A In 0.22 GaO. 78As/GaAs high density quantum wires"Proc. of 25th ICPS, Osaka, 2000. Pt.2. 1205-1206 (2001)