| 研究課題/領域番号 |
19360008
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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 |
吉本 昌広 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20210776)
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| 研究分担者 |
尾江 邦重 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20303927)
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| キーワード | 半導体半金属混晶 / 発光波長温度無依存 / 分子線エピタキシー / ビスマス / III-V族半導体 / ホトルミネセンス / レーザダイオード / インジウムリン |
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| 研究概要 |
分子線エピタキシー(MBE)法を用いてInP基板上にIn_xGa_<1-x>As_<1-y>Bi_yを成長した。350℃以下の低温で成長した場合に、Biが成長層に取り込まれた。適切なAs供給量の範囲が比較的狭く、過剰なAs供給ではBiの成長層への取り込みが抑制され、As供給量が不足すると結晶成長しなかった。得られたIn_xGa_<1-x>As_<1-y>Bi_y中のBi原子は格子位置に置換型で取り込まれていることをラザフォード後方散乱分光法のチャネリング測定により確認した。得られたIn_xGa_<1-x>As_<1-y>Bi_y成長層から、組成に応じて、1.6μmから2.1μmの波長帯でホトルミネセンスが得られた。ただし、室温でのホトルミネセンス強度は弱かった。ホトルミネセンス強度の改善を図るために、ランプアニールを行ったところ、2倍程度の強度の増大が見られたものの十分な改善がみられなかった。ホトルミネセンススペクトルは、10Kから100Kまでの温度範囲では深い準位からの発光が優勢であった。100K以上の温度ではバンド端発光と思われる発光が優勢になるものの、発光強度が低下するため、バンド端発光のピークエネルギーの温度係数を明確に求められなかった。また、成長層の光吸収スペクトルは裾準位の存在をうかがわせるブロードな吸収端を示しており、Biの取り込みによる吸収端エネルギーの温度無依存化を確認できなかった。深い準位からのホトルミネセンスが優勢であることと合わせて考えると、In_xGa_<1-x>As_<1-y>Bi_y成長層内に局在準位が多く存在していると考えられる。この局在準位の存在のために、吸収端の温度無依存化が発現しなかったといえる。次年度では、アニール温度の最適化やIn_xGa_<1-x>As_<1-y>Bi_yを含む超格子を作製することで、In_xGa_<1-x>As_<1-y>Bi_yの禁制帯幅の温度無依存化を明確にする。
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