発振波長が温度に依存しないレーザ用希釈ビスマスIII-V族半導体超格子に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360008
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 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)
• 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)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 結晶成長 / 半導体物性 / 光物性 / 超格子 / 電子・電気材料

研究概要

GaAsBiはその禁制帯幅が温度無依存化するので、発振波長が温度に依存しないレーザ用材料として有望である。透過電子顕微鏡観察、ホトルミネセンス、トラップ密度の測定結果をもとに、適切な条件で成長することで、デバイスに応用しうる高品質のGaAsBiを得られることを実証した。また、GaAsBiから世界で初めてレーザ発振を得た。さらに、AlGaAs/GaAsBi多重量子井戸構造を製作し、Biの偏析のない急峻なAlGaAs/GaAsBi界面が実現できることを示した。このヘテロ界面の欠陥準位を解析し、その低減法を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Study of deep levels of GaAs/p-GaAs_<1-x> Bi_x heterostructure grown by molecular beam epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Materials Research Society Proceedings, Reliability and Materials Issues of III-V and II-VI Semiconductor Optical and Electron Devices and Materials II 巻: (印刷中)
  • URL: http://www.mrs.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-pumped GaAs_<1-x> Bi_xlasing operation with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: Vol.8277 ページ: 827702-1-827702-6
  • DOI: DOI:10.1117/12.907098
  • 査読あり
• [雑誌論文] High hole mobility in GaAs_<1-x> Bi_x alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kado, T. Fuyuki, K. Yamada, K. Oe, and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.51 ページ: 040204-1-040204-3
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.040204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural evaluation of GaAs_<1-x> Bi_x mixed crystals by TEM, Proceedings of Compound Semiconductor Week(CSW/IPRM) (2012)
  • 著者名/発表者名: O. Ueda, Y. Tominaga, N. Ikenaga, M. Yoshimoto, K. Oe
  • 雑誌名: 2011 and 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials ページ: 1-4
  • URL: http://www.ieee.org/INSPECAccessionNumber:12172587
• [雑誌論文] Deep-hole traps in p-Type GaAs_<1-x> Bi_x grown by molecular beam epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, Y. Tominaga, K. Oe, and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 ページ: 080203-1-080203-3
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.080203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-insensitive photoluminescence emission wavelength in GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs multiquantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: physica status solidi(c) 巻: Vol.8 ページ: 260-262
  • DOI: DOI:10.1002/pssc.201000520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of GaAs_<1-x> Bi_x/Al_yGa_<1-y> As multi-quantum-well structures (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, Y. Tominaga, K. Oe and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.49 ページ: 070211-1-070211-3
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.49.070211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low Temperature Dependence of Oscillation Wavelength in GaAs_<1-x> Bi_x Laser by Photo-Pumping (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol.3 ページ: 062201-1-062201-3
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.3.062201
  • 査読あり
• [学会発表] Study of deep levels of GaAs/p-GaAs_<1-x> Bi_x heterostructure grown by molecular beam epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: Materials Research Society 2012 Spring meeting, Symposium G
  • 発表場所: Moscone Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2012-04-10
• [学会発表] Photo-pumped GaAs_<1-x> Bi_x lasing operation with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: SPIE 2012 Photonic West
  • 発表場所: Moscone Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2012-01-23
• [学会発表] Lasing in GaAsBi with low temperature dependence of oscillation wavelength (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, Y. Tominaga, K. Oe
  • 学会等名: 2nd International workshop on Bismuth-Containing Semiconductors
  • 発表場所: Univ. of Surrey(Guildford, UK)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] Variations in the abruptness at GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs heterointerfaces caused by thermal annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors(ISCS2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel(Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Deep level transient spectroscopy study of p-type GaAs_<1-x> Bi_x mixed crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, S. Kashiyama, Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors(ISCS2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel(Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Stractural evaluation of GaAs_<1-x> Bi_x mixed crystals by TEM (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Ueda, Y. Tominaga, N. Ikenaga, M. Yoshimoto, K. Oe
  • 学会等名: 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials(IPRM2011)
  • 発表場所: Maritim proArte Hotel(Berlin, Germany)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Lasing in GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs thin film cavity with low-temperature-dependent oscillation wavelength (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 2010 IEEE International Semiconductor Laser Conference
  • 発表場所: 全日空ホテル(京都市)
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] Present status and future prospects of Bi-containing semiconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto, K. Oe
  • 学会等名: 1st International Workshop on Bismuth-Containing Semiconductors
  • 発表場所: ミシガン大学(米国)
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] Growth of GaAs_<1-x> Bi_x/Al_yGa_<1-y> As multi-quantum well structures on GaAs (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fuyuki, Y. Tominaga, K. Yamada, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: Electronic Materials Conference
  • 発表場所: ノートルダム大学(米国)
  • 年月日: 2010-06-24
• [学会発表] Temperature-insensitive photoluminescence emission wavelength in GaAs_<1-x> Bi_x/GaAs multiquantum Wells (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 37th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: 高松シンボルタワー(高松市)
  • 年月日: 2010-05-31
• [学会発表] Growth of InGaAsBi/GaAs multi-quantum wells on(100) GaAs (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yamada, Y. Tominaga, K. Oe, M. Yoshimoto
  • 学会等名: 2009 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: 関西大学(吹田市)
  • 年月日: 2009-05-14
• [図書] Molecular beam epitaxy of GaAs and related quaternary alloys Molecular Beam Epitaxy : From Quantum Wells to Quantum Dots ; From Research to Mass Production
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimoto and K. Oe
  • 出版者: Elsevier(印刷中)
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~yoshimot