2005 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロキャビティーを導入した面発光型有機半導体レーザの実現
Project/Area Number |
05J00817
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Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
Principal Investigator |
合志 憲一 千歳科学技術大学, 大学院・光科学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 有機LED / 有機半導体レーザー / マイクロキャビティー |
Research Abstract |
有機LEDの膜厚(〜100nm)は波長オーダーであることから、陽極にミラーを配置することにより陰極との間で光共振器を形成し、これはマイクロキャビティーとして機能し、自然放出光を制御できる可能性が示唆されている。マイクロキャビティーによる自然放出光の制御には共振器の性能が高くなければならない。そこで本年度においては、高性能な共振器構造を有する電流励起可能なデバイス構造について検討した。 陽極側のミラーに陽極に可視光領域で極めて高い反射率を有するAgを用い、陽極として透明電極ITOを用いたAg/ITO/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/MgAgについて検討した。しかしながら、ELスペクトルの共振ピーク波長の再現性が得られなかった。そこでAg層とホール注入層の間にホール注入バッファー層として非常に薄いMoO_2酸化膜を挿入したAg/MoO_2/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/MgAgについて検討した。その結果、ELスペクトルの共振ピーク波長の再現性は得られ、良好な電流電圧特性も得られたことからMoO_2酸化膜を用いることにより陽極側のミラーは電極としての機能の制限を取り除くことが可能であることを見出した。 次に、光励起下における時間分解発光スペクトルをストリークカメラで測定した。今回用いたレーザー色素の自由空間における蛍光寿命は〜1.0nsに対し共振器中における発光寿命は〜0.6nsを示したことより、マイクロキャビティー効果によって1.7倍程度の自然放出速度の増幅を観測した。しかしながら、このデバイス構造において面発光方向に対してPL強度の励起強度依存性を測定した結果、PLスペクトルのnarrowing及びレーザー閾値は観測されなかった。この原因として、面方向に対して活性層が非常に薄いため面方向へレーザー発振する前に面に対してスラブ方向へレーザー発振するためと考える。
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