| 研究概要 |
本研究では、GaInP/(GaAs:Er,0)/GaInP及びGaInP/(GaInAs:Er,0)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)の実現を目的とする。
本年度の実績の概要を下記に示す。
1.デバイスを構成する基本構造であるGaInP/GaAs/GaInP界面に意図しない中間層が形成され、これが不必要な発光中心となること、また、これがそれ以上の成長層の品質に悪い影響を及ぼすことを明らかにした。
2.この原因がGaAs/GaInP界面(GaAsが上)にあること、それがInのテールであることをX線CTR散乱法で明らかにした。
3.また、これが540℃という比較的低い成長温度(しかもEr-20発光が最も効率的な温度)で形成することで完全に除去できることを示した。
4.これらの条件下でGaInP/(GaAs:Er,0)/GaInPを基盤とするpn接合を有する発光デバイスを作製し、室温でEr-20に由来する注入発光を世界で初めて得ることに成功した。
5.更に、このデバイス構造における発光のパルス応答特性から励起断面積を求め、2×10^<-15>cm^2を得た。これはSiの場合に比べて2桁大きい値である。
6.活性層厚さと励起断面積との相関を求め、活性層が厚いほど求められる励起断面積が小さくなることが分かった。
7.これは、活性層中の電子及び正孔の拡散距離が、無添加GaAs中に比べて短いためであることを明らかにした。
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