| 研究概要 |
本研究では,Er/SiO_2/Si極薄多層膜構造を作製し,ErとSi中のキャリヤとの間のエネルギー授受を,両者を分離する酸化膜の厚さの関数として観測し,その物理的要因を明らかにするとともに,室温1.54μm発光素子の設計指針を得ることを目的とした.
まず,Si中で生成されたフォトキャリヤからEr^<3+>イオンへのエネルギー伝達を,層間酸化膜の関数としてフォトルミネセンス強度と蛍光寿命との測定から求めた.次に,cw光照射下でパルス光励起をしたときの1.54μm発光のオージェクエンチング測定から,ErからSiへのエネルギーバックフローを求めた.その結果,熱酸化時間の増加にともない,エネルギー伝達,バックフローともに減少するが,エネルギーバックフローの方が急速に減少することが判明した.また,Er/SiO_2/Si構造におけるキャリヤとEr^<3+>とのエネルギー授受の物理的メカニズムが交換相互作用であるとの示唆を得た.結論として,SiO_2膜がおよそ2nmのときに温度消光は1/2-1/3程度に抑えられ,室温発光強さ度が最大となった.
|
