InP基板上MgZnCdSeII-VI族半導体によるフルカラー光情報処理素子の研究

InP衬底上MgZnCdSeII-VI族半导体全色光学信息处理器件的研究

• 批准号: 10750254
• 负责人: 野村 一郎
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750254/
• 关键词: Be系II-VI族半導体; InP基板; フルカラー光デバイス; 分子線エピタキシー法; 禁制帯幅; ラジカル窒素ドーピング; 発光ダイオード; フォトルミネッセンス測定; II-VI族半導体; MgSe; ZnSeTe超格子; p側クラッド層; 多重量子障壁

これまでの研究により、従来のMgZnCdSeやMgZnSeTeでは広い禁制帯幅で且つ高p型ドーピングを得ることが困難であることが示された。そこで本年度では、この問題を解決する新たなデバイス材料としてBe系II-VI族半導体に着目し研究を行った。具体的な材料としてInP基板に格子整合するBeZnTeとBeZnCdSeについて調べ、以下の成果を得た。また、ZnCdSeの高品質化について検討した。1.BeZnTeをInP基板上に分子線エピタキシー(MBE)法により成長させた。このときラジカル窒素源を用いてp型ドーピングを行った。得られた結晶の光吸収測定より禁制帯幅を見積もった結果、InPに格子整合するBe組成0.48において3.12eVの広い禁制帯幅が得られた。また、試料のホール効果測定からは10^<18>〜10^<19>cm^<-3>の高p型ドーピングが得られた。2.上述のBeZnTeを用いて発光ダイオードをMBE法により作製した。活性層とn側クラッド層には従来から研究を行ってきたZnCdSeとMgSe/ZnCdSe超格子を用い、pクラッド層をBeZnTeとした。作製した素子に室温においてパルス電流を注入したところ中心波長605nmの橙色発光が得られた。3.Be組成の異なるBeZnCdSeをInP基板上にMBE法により成長させた。得られた試料を15Kでのフォトルミネッセンス(PL)測定により評価したところ、Be組成が0.003〜0.21の試料において橙色(597nm)から緑色(522nm)の良好な発光特性が得られた。4.InP基板上ZnCdSeのMBE成長において、InPバッファー及びZnCdSe低温成長バッファーを導入することにより欠陥密度の低減に成功した。以上の成果よりフルカラー光情報処理素子を作製するための基礎的な条件が確立された。

こ れ ま で の research に よ り, 従 の MgZnCdSe や MgZnSeTe で は hiroo い banned 帯 で picture and つ high p type ド ー ピ ン グ を have る こ と が difficult で あ る こ と が shown さ れ た. そ こ で this year で は, こ の を solve す る new た な デ バ イ ス material と し て Be series II - VI clan semiconductor に the mesh line し research を っ た. Specific な material と し て InP substrate に grid integration す る BeZnTe と BeZnCdSe に つ い て べ, the following の results を た. Youdaoplaceholder0, ZnCdSe <s:1> high quality に, て検 て検 discuss た. The に molecular line エピタキシ エピタキシ (MBE) method on BeZnTeをInP substrate によ に growth させた. The <s:1> と と ラジカ ラジカ ラジカ った nitrogen source を is in the form of <s:1> てp type ド ピ ピ ピ グを グを グを グを グを グを グを グを った グを グを グを グを グを グを った った line った. Have ら れ た crystallization の light 収 absorption determination よ り banned 帯 を see product picture も っ た results, InP に grid integration す る Be of 0.48 に お い て 3.12 eV の hiroo い banned 帯 が picture to ら れ た. ま た, try の ホ ー ル sharper determination of fruit か ら は 10 ^ < > 18 ~ 10 ^ < > 19 cm ^ 3 > < - の high p type ド ー ピ ン グ が must ら れ た. 2. The above-mentioned <s:1> BeZnTeを is fabricated by using the を て luminescence ダ <s:1> <s:1> ドを ドをMBE method によ によ た. Active layer と n side ク ラ ッ ド layer に は 従 to か ら を line っ て き た ZnCdSe と MgSe/ZnCdSe superlattices を い, p ク ラ ッ ド layer を BeZnTe と し た. Cropping し た element child に room temperature に お い て パ ル ス を injection current し た と こ ろ center wavelength of 605 nm の much 発 が light orange ら れ た. 3.Be composition heterogies なるBeZnCdSeをInP substrate にMBE method によ growth させた. 15 k to ら れ た sample を で の フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス (PL) に よ り review 価 し た と こ ろ, Be 0.003 ~ 0.21 が の sample に お い て orange (597 nm) か ら green (522 nm) の good な 発 light feature が must ら れ た. 4. The InP substrate ZnCdSe の MBE growth に お い て, InP バ ッ フ ァ ー and び ZnCdSe low temperature growth バ ッ フ ァ ー を import す る こ と に よ り owe 陥 の low density decrease に success し た. The above <s:1> results よ よ フ フ カラ カラ カラ カラ the な conditions based on the を production するため of optical information processing elements が are established された.

项目成果

Wataru Shinozaki: "Growth and characterization of nitrogen doped MgSe/ZnSeTe superlattice quasi-quaternaries on InP substrates and fabrication of light emitting diodes" Japanese Journal of Applied Physics. (1999)

Wataru Shinozaki：“InP 衬底上氮掺杂 MgSe/ZnSeTe 超晶格准四元系的生长和表征以及发光二极管的制造”《日本应用物理学杂志》。

Ichirou Nomura: "MBE growth of novel MgSe/ZnSeTe:N II-VI compound superlattice quasi-quaternaries on InP substrates and application to light emitting diodes" Journal of Crystal Growth. (1999)

Ichirou Nomura：“新型 MgSe/ZnSeTe:N II-VI 化合物超晶格准四元系在 InP 衬底上的 MBE 生长及其在发光二极管中的应用”《晶体生长杂志》。

Tomoyuki Takada: "Novel II-VI light emiting diodes fabricated on InP substrates applying wide-gap and high p-dopable BeZnTe for p-cladding layers"Physica Status Solidi. (発売予定). (2000)

Tomoyuki Takada：“在 InP 衬底上制造的新型 II-VI 发光二极管，采用宽间隙和高 p 掺杂 BeZnTe 作为 p 包层”Physica Status Solidi（即将发布）。