広い波長域での温度無依存発振波長半導体レーザに関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13026219
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 朝日 一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
• Keywords: 半導体レーザ / 温度安定発振波長 / タリウム系半導体 / 温度無依存バンドギャップ / 光エレクトロニクス / 光通信 / MBE成長

Research Abstract

InPおよびGaAs基板に格子整合する新しいIII-V族混晶半導体TlInGaAs, TlInGaAsNによる1.3-1.5μm領域での温度安定な発振波長の半導体レーザの実現を狙いとした研究を進めた。この半導体は、適当な混晶組成域において周囲温度に依存しないバンドギャップを示すと予測しているものである。本研究に先だって、InP基板上TlInGaAsではフォトルミネセンス(PL)ピークエネルギーの温度変化が予測どおりであることを示してきた。
今回、ガスソースMBE法により、InP基板上にTlInGaAs/InPダブルヘテロ(DH)のレーザ構造を成長し、発光ダイオード(LED)を試作し、エレクトロルミネセンス(EL)発光ピークエネルギーの温度変化がPLの温度変化同様に小さいことを確認した。更に、電極ストライプの半導体レーザ(LD)を試作し77-300Kでの電流注入パルス発振を達成した。温度安定な発振波長の半導体レーザの実現の可能性を示した。また、GaAs基板上のTlInGaAs/GaAsヘテロ構造を成長し、PL発光ピークエネルギーが予測通りTl量の増加につれて低エネルギー側にシフトすることを確認した。今後、Nを添加してTlInGaAsN/AlGaAs構造について検討を進めていく。

Research Products

• [Publications] H.Asahi: "Gas source MBE growth of TlInGaAs/InP DH structures for the application to WDM optical fiber communication systems"J.Cryst.Growth. 227-228. 307-312 (2001)
• [Publications] H.J.Lee: "First successful growth of TlInGaAs layers on GaAs substrates by gas source MBE"J.Cryst.Growth. (in press). (2002)
• [Publications] H.J.Lee: "Temperature-stable wavelength TlInGaAs/InP DH LEDs grown by gas source MBE"Jpn.J.Appl.Phys.. (in press). (2002)
• [Publications] H.J.Lee: "Gas source MBE growth of TlInGaAS layers on GaAs substrates"Jpn.J.Appl.Phys.. (in press). (2002)
• [Publications] A.Mizobata: "Annealing effect of TlInGaAs/InP DH and MQW structures"Inst.Phys.Conf.Ser.. (in press). (2002)
• [Publications] 朝日一: "タリウム系新混晶半導体による、発振波長の温度変化がない半導体レーザーの実現を目指して"応用物理. 70(11). 1321-1324 (2001)