新半導体超格子評価用の紫外・青領域超短パルスレーザーと分光システムの開発

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850001
• 研究種目: 試験研究
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡 泰夫 東北大学, 科学計測研究所, 助教授 (60013520)
• キーワード: 超短パルスレーザー / 紫外・青領域 / 新半導体 / 超格子 / YAGレーザー / ピコ秒

研究概要

本研究の目的は、次世代光エレクトロニクス機能素子材料となるワイド・バンドギャップ半導体超格子材料を評価するための、紫外・青領域の超短パルスレーザー光源と光子計測分光システムを開発することにある。今年度はこの目的に沿って、次のような研究実績を得た。
1.新型非線形光学材料・βーBaB_2O_4およびKTPを用いてアルゴンレーザーおよびYAGレーザーの超短パルス出力光を、高効率に高調波変換する手法を確立した。これに関して結晶品位の評価、結晶方位決定についてアスカル(株)・相馬 弘年との協同研究を行った。またYAGレーザーの4次高調波を発生させるため、結晶微動機構を作製してβーBaB_2O_4により、266nmの深紫外ピコ秒パルス2mWの出力で得た。
2.単一光子計数法による超高速発光時間分解分光を確立するため、これまで使用していたピコ秒光子計数装置に超高速応答マイクロチャネル・プレート型光電子増倍管と高速アンプ系を導入し、時間応答性を高め、応答速度200ps、時間分解能25psの特性を得た。
3.開発された超短パルスレーザー分光システムを用いて、ホット・ウォール・エピタキシー法で作製されたZnTeーZnSe超格子の発光の時間分解分光を開始し、青色発光を示す超格子の発光寿命を測定し、寿命と超格子成長条件との関係を調べ発光効率を向上させる条件を明らかにした。
4.ZnS、ZnSeバルク結晶の紫外域励起子発光を測定し、その過渡的時間応答を調べた。また半磁性半導体Cd_<1ーX>Mn_XTeの磁気ポーラロン効果を発光の時間応答より明らかにした。
5.ZnSーZnSe、ZnSーCdS超格子の発光特性と発光寿命を調べ、ZnTeーZnSe系超格子との違いを調ベた。この結果より紫外・青色発光素子素材として最適な材料を検討した。

研究成果

• [文献書誌] Y.OKA: J.Lumines.40/41. 577-578 (1988)
• [文献書誌] A.Kamashita: Technical Digest of Int.Conf.Quantum Electronics,Tokyo. 390-391 (1988)
• [文献書誌] Y.Oka: Proc.ICCG9,J.Crystal Growth.to be submitted.
• [文献書誌] 岡泰夫: 応用物理. 57. 894-899 (1988)
• [文献書誌] 岡泰夫: 日本物理学会誌. 43. 705-707 (1988)
• [文献書誌] 岡泰夫: 固体物理. 23. 795-801 (1988)
• [文献書誌] Y.Oka: "Formation and Relaxation of Excitonic Polarions in Cd_<1ーX>Mn_XTe and Cd_<1ーX>Mn_XSe Ultrafast Phenomena VI" Springer Verlag,Berlin, 259-261 (1988)