2003 Fiscal Year Annual Research Report

広い可視光領域をカバーする光デバイス用材料の開拓

Research Project

Project/Area Number	14041213
Research Institution	Sophia University
Principal Investigator	岸野克巳上智大学, 理工学部, 教授 (90134824)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	野村一郎上智大学, 理工学部, 助手 (00266074)
Keywords	可視光 / 光デバイス / II-VI族半導体 / InP基板 / ZnTe基板 / 分子線エピタキシー / 発光ダイオード / 寿命特性
Research Abstract	本研究では、広い可視光領域をカバーする光デバイス材料の開拓を目指してInP基板上MgZnCdSe/BeZnTe及びZnTe基板上ZnCdSeTe/MgZnSeTeII-VI族半導体に着目し、材料開発及び発光デバイスへの応用を検討した。 1.黄〜緑色域の発光材料としてInP基板に格子整合するBeZnSeTe四元混晶を新たに提案し、分子線エピタキシー(MBE)法を用いて材料開拓を行った。Be組成を0.11から0.29に変えることで15Kにおけるフォトルミネッセンス(PL)測定より、ピーク波長が506から471nmの単峰性の良好な発光が得られた。また、BeZnSeTeの反射率測定から屈折率を見積もったところ、先に開発したMgZnCdSe材料よりも高い屈折率を有することが示された。これよりBeZnSeTeを半導体レーザの活性層に用いることで光閉じ込めにも効果的であることが分かった。 2.活性層にBeZnSeTe、nクラッド層にMgSe/ZnCdSe超格子、pクラッド層にMgSe/BeZnTe超格子を用いた発光ダイオード(LED)を試作した。活性層の組成を変えることで、室温においてピーク波長が594、575、542nmの燈色から黄緑色の良好な単峰性発光が観測された。575nm帯黄色LEDを室温において比較的高い直流電流(130A/cm^2)で連続動作を行ったところ2500時間以上、殆ど劣化のない長寿命特性が得られた。これより、従来のII-VI族デバイスにおける最大の問題である寿命特性を改善し、信頼性の高いII-VI族可視光デバイス実現の可能性が示唆された。 3.ZnTe基板上のZnCdSeTe及びMgZnSeTeII-VI族材料を作製し、禁制帯幅や屈折率等の特性を評価した。活性層にZnCdTe、クラッド層にMgZnSeTeを用いたLEDを試作し、室温においてピーク波長583nmの黄色発光を得た。

Research Products

(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Ichirou Nomura: "Refractive index measurements of BeZnTe and related superlattices on InP and application for waveguide analysis of MgZnCdSe/BeZnTe visible lasers"physica status solidi (b). Vol.229,No.2. 987-990 (2002)
[Publications] Song-Bek Che: "Visible light emitting diode with ZnCdSe/BeZnTe superlattices as an active layer and MgSe/BeZnTe superlattices as a p-cladding layer"physica status solidi (b). Vol.229,No.2. 1001-1004 (2002)
[Publications] Kazuhiro Fukada: "Reduction of defect density of ZnCdTe on InP substrates by introducing BeZnTe buffer layers"physica status solidi (b). Vol.229,No.1. 107-110 (2002)
[Publications] Katsumi Kishino: "ZnCdTe/ZnTe light emitting diodes with CdSe n-type contact layers grown on ZnTe substrates by molecular beam epitaxy"physica status solidi (b). Vol.229,No.2. 991-994 (2002)
[Publications] Song-Bek Che: "MgZnCdSe/BeZnTe visible light-emitting diode with longer lifetime over 1000h"physica status solidi (a). Vol.192,No.1. 201-205 (2002)
[Publications] Yasutomo Ochiai: "ZnCdTe/ZnTe light emitting diodes with MgSeTe/ZnTe super-lattice layers gown on ZnTe substrates by molecular beam epitaxy"physica status solidi (a). Vol.192,No.1. 206-211 (2002)
[Publications] Katsumi Kishino: "II-VI semiconductors on InP for green-yellow emitters (Invited)"Journal of Selected Topics in Quantum Electron. Val.8,No.4. 773-786 (2002)
[Publications] Song-Bek Che: "Yellow-green ZnCdSe/BeZnTe II-VI laser diodes grown on InP substrates"Applied Physics Letters. Vol.81,No.6. 972-974 (2002)
[Publications] Ichirou Nomura: "Characterization of ZnCdSeTe/MgZnSeTe materials for ZnTe-based visible optical devices"physica status solidi (b). Vol.241,No.3. 483-486 (2004)
[Publications] Yasushi Takashima: "Proposal of a novel BeZnSeTe quaternary for II-VI middle range visible light emitting devices on InP substrates"physica status solidi (b). Vol.241,No.3. 747-750 (2004)
[Publications] Song-Bek Che: "Development of yellow-green LEDs and LDs using MgZnCdSe-BeZnTe superlattices on InP substrates by MBE (Invited)"physica status solidi (b). Vol.241,No.3. 739-746 (2004)
[Publications] Katsumi Kishino: "Yellow-green emitters based on beryllium-chalcogenides on InP substrates (Invited)"physica status solidi (c). (to be published). (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

広い可視光領域をカバーする光デバイス用材料の開拓

Principal Investigator

岸野 克巳 上智大学, 理工学部, 教授 (90134824)

Research Products

[Publications] Ichirou Nomura: "Refractive index measurements of BeZnTe and related superlattices on InP and application for waveguide analysis of MgZnCdSe/BeZnTe visible lasers"physica status solidi (b). Vol.229,No.2. 987-990 (2002)

[Publications] Song-Bek Che: "Visible light emitting diode with ZnCdSe/BeZnTe superlattices as an active layer and MgSe/BeZnTe superlattices as a p-cladding layer"physica status solidi (b). Vol.229,No.2. 1001-1004 (2002)

[Publications] Kazuhiro Fukada: "Reduction of defect density of ZnCdTe on InP substrates by introducing BeZnTe buffer layers"physica status solidi (b). Vol.229,No.1. 107-110 (2002)

[Publications] Katsumi Kishino: "ZnCdTe/ZnTe light emitting diodes with CdSe n-type contact layers grown on ZnTe substrates by molecular beam epitaxy"physica status solidi (b). Vol.229,No.2. 991-994 (2002)

[Publications] Song-Bek Che: "MgZnCdSe/BeZnTe visible light-emitting diode with longer lifetime over 1000h"physica status solidi (a). Vol.192,No.1. 201-205 (2002)

[Publications] Yasutomo Ochiai: "ZnCdTe/ZnTe light emitting diodes with MgSeTe/ZnTe super-lattice layers gown on ZnTe substrates by molecular beam epitaxy"physica status solidi (a). Vol.192,No.1. 206-211 (2002)

[Publications] Katsumi Kishino: "II-VI semiconductors on InP for green-yellow emitters (Invited)"Journal of Selected Topics in Quantum Electron. Val.8,No.4. 773-786 (2002)

[Publications] Song-Bek Che: "Yellow-green ZnCdSe/BeZnTe II-VI laser diodes grown on InP substrates"Applied Physics Letters. Vol.81,No.6. 972-974 (2002)

[Publications] Ichirou Nomura: "Characterization of ZnCdSeTe/MgZnSeTe materials for ZnTe-based visible optical devices"physica status solidi (b). Vol.241,No.3. 483-486 (2004)

[Publications] Yasushi Takashima: "Proposal of a novel BeZnSeTe quaternary for II-VI middle range visible light emitting devices on InP substrates"physica status solidi (b). Vol.241,No.3. 747-750 (2004)

[Publications] Song-Bek Che: "Development of yellow-green LEDs and LDs using MgZnCdSe-BeZnTe superlattices on InP substrates by MBE (Invited)"physica status solidi (b). Vol.241,No.3. 739-746 (2004)

[Publications] Katsumi Kishino: "Yellow-green emitters based on beryllium-chalcogenides on InP substrates (Invited)"physica status solidi (c). (to be published). (2004)

岸野克巳上智大学, 理工学部, 教授 (90134824)