超高濃度Er,O共添加による半導体光増幅素子の作製

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13305022
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹田 美和 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20111932)
• 研究分担者: 野々垣 陽一 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (40300719) ; 田渕 雅夫 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90222124) ; 藤原 康文 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10181421)
• キーワード: 希土類元素 / 共添加 / 半導体 / 光増幅素子 / 超高濃度

研究概要

本研究では、GaInP/(GaAs : Er, O)/GaInP及びGaInP/(GaInAs : Er ; O)MQW/GaInP導波路構造の作製と外部光ポンピングによる利得特性の測定、導波路構造を挟むpn接合の作製と電流注入励起による光利得特性の測定導波路構造に集積した励起光源の作製と内部光ポンピングによる利得特性の測定を行い、EOSA(Er＆O co-doped Semiconductor Amplifier)を実現することを目的としている。
本年度の実績の概要を以下に示す。
1.全有機金属気相エピタキシャル成長浩において、Er原料に液体でバブリング出来る(i-PrCp)_3Erを用いることにより、高濃度でスペクトルの揃った発光を示すEr発光中心を得ることができた。
2.ErとOを共添加したGaInP/(GaAs : Er, O)/GaInP構造の最適成長条件(主として、成長温度と酸素添加量)を調べ、Erからのフォトルミネセンス光強度が従来の10倍増大することを確認した。
3.GaInP/(GaAs : Er, O)/GaInPのpn接合を作製し、電流注入によるErからの1.5μm帯の発光を室温で実現した。
4.活性層GaAs : Er, Oの厚さと発光強度の依存性を調べ、0.3μmに比べ1.2μmでは約8倍の出力が得られることを示した。
5.更に、発光の電流パルス依存性から励起断面積を導出することに成功した。
6.また、新たにMBE法による低温成長AlGaAs/GaAs ; Er/AlGAaAsのpn接合の作製を行い、室温での電流注入発光を得た。

研究成果

• [文献書誌] 小泉淳, 藤原康文, 井上堅太郎, 吉兼豪勇, 竹田美和: "減圧OMVPE法により作製したEr, O共添加GaAs/GaInPの電流注入発光特性"信学技法 TECHNICAL REPORT OF IEICE. Vol.102No.77. 37-42 (2002)
• [文献書誌] A.Koizumi, Y.Fujiwara, K.Inoue, A.Urakami, T.Yoshikane, Y.Takeda: "Room-Temperature 1.54μm Light Emission from Er, O-Codoped GaAs/GaInP LEDs Grown by Low-Pressure Organometallic Vapor Phase Epitaxy"Extended Abstracts of the 2002 International Conference on Solid State Devices and Materials. 128-129 (2003)
• [文献書誌] 槙英信, 園山貴広, 小川和男, 田渕雅夫: "MBE法による低温成長GaA8へのEr添加と光学的特性"信学技法 TECHNICAL REPORT OF IEICE. Vol.102No.77. 19-24 (2002)
• [文献書誌] A.Koizumi, H.Moriya, N.Watanabe, Y.Nonogaki, Y.Fujiwara, Y.Takeda: "Luminescence propertie4ws of Er, O-codoped InGaAs/GaAs multi-quantum-well structures grown by organometallic vapor phase epitaxy"Applied Physics Letters. 80. 1559-1561 (2002)
• [文献書誌] A.Koizumi, Y.Fujiwara, K.Inoue, T.Yoshikane, A.Urakami, Y.Takeda: "Growth sequence dependence of GaAs-on-GaInP interface properties in GaAs/GaInP/GaAs structures grown by low-pressure organometallic vapor phase epitaxy"4^<th> International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces. 4-3 (2002)