| 研究概要 |
本研究は波長3.5um帯の次世代光通信用半導体レ-ザ材料として期待される4元新固溶半導体(Pb_<1-X>(dx)(S_<1-z>Spz)_<1+y>を取り上げ,材料の物性を支配する組成x,zおよびストイキオメトリ-からの偏差yの同時制御法を実験的に確立し,所望の特性をもつ材料を再現性よく得ようとするものである。本年度は前年度までの研究成果を踏え,計画に従ってまず,固溶体中でのCdの固溶限と熱処理温度及び組成zとの関係を検討した。その結果,固溶限xは組成zの増加と共に僅かに増加すること,及び熱処理温度に顕著に依存し,1173KでX=0.20程度まで固溶することが知られた。
次に所望の組成x及びzの下でストイキオメトリ-からの偏差yの制御を行なうにあたり,実験では硫黄とセレン混合体リザ-バの配合比を一定とし、その温度を変化させて行なったが,リザ-バの温度変化によってリザ-バ上の分圧比(Ps_2/Pse_2)も変化し、組成zも変化することが知られた。そこで各熱処理温度でSとSeの配合比と組成zの関係を詳細に明らかにして,組成zの値が変化しないように,リザ-バの温度に対応して配合比を僅かに変えた。以上の結果を基に,所定の組成x及びzの下でストイキオメトリ-からの偏差yの制御を試み,(Pb_<0.9>Cd_<0.1>S_<0.6>Se_<0.4>)の4元系新固溶半導体において目標のP(Ps_<2+>Pse_2)-T(熱処理温度)-y(ストイキオメトリ-からの偏差)図を作成した。その結果,p-n境界がPbsに比べて,カルコゲン分圧和(Ps_2+Pse_2)の近い側によっており,n型領域が狭くなっていることが知られ,分圧制御の効果が認められた。
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