窒化物半導体極短波長面発光レーザの研究

氮化物半导体超短波长面发射激光器的研究

• 批准号: 05805031
• 负责人: 天野 浩
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05805031/
• 关键词: GaN; AlGaN; GaN DH; 面発光誘導放出; 光励起室温誘導放出; GaInN DH; MOVPE; 屈折率

面発光レーザダイオードは、(1)へき開を必要としないこと、及び(2)モード間隔が広く、動的単色性に優れること、など従来のレーザダイオードにはない特徴を有している。東工大の伊賀教授らのグループにより初めてGaAs系で赤外発振に成功している。短波長面発光レーザに関しては、同教授等のグループを中心としてII-VI族化合物半導体を用いて研究が遂行中である。III族窒化物半導体はII-VI族化合物半導体と同様、大きな直接遷移型バンド構造を有するため、短波長面発光レーザの実現に有望である。III族窒化物半導体を用いて面発光レーザを実現するためには、電気的特性の制御は勿論のこと、利得生成、高反射率鏡作製のための屈折率波長分散の組成依存性等の基礎物性の把握が第一に重要である。本研究では、本科学研究費による補助などにより、【.encircled1.】分光エリプソメーターを用いたAlGaN,GaInN混晶における屈折率の波長分散の測定、【.encircled2.】AlGaN/GaN DH,AlGaN/GaInN DHの作製と窒素パルスレーザを励起光源として用いた誘導放出の測定、【.encircled3.】励起ストライプ変化法によるバルクGaNの室温における光学利得の測定を行った。その結果、1.価電子帯上端-伝導帯下端間近くのエネルギーでのM1特異点による波長分散の混晶組成依存性を明らかにし、2.特にAlGaN/GaN DHにおいて室温面発光光励起紫外光誘導放出を実現した。また、3.室温でのGaNの光学利得が励起密度200KW/cm^2において160cm^<-1>であることが明かとなった。一方、光学利得はバンド端と比較して約90meV程度低エネルギー側で発生し、従来のIII-V族半導体における電子正孔プラズマモデルでは必ずしも説明出来ない点があることもわかった。今後、この機構を明らかにし、短波長面発光レーザダイオード実現に向けて研究を遂行する。

Surface 発 light レ ー ザ ダ イ オ ー ド は, (1) へ き open を necessary と し な い こ と and び (2) モ ー ド interval が hiroo く, moving 単 に optimal color れ る こ と, な ど 従 to の レ ー ザ ダ イ オ ー ド に は な い, 徴 を have し て い る. Professor Iga Igata of Tokyo Institute of Technology ら グ グ ら プによ プによ プによ プによ プによ めて めてGaAs department で akai external vibration に success て て る る る る る る Shorter-wavelength face 発 light レ ー ザ に masato し て は, with professor の グ ル ー プ を center と し て II - VI compound semiconductor を with い て research が carries out で あ る. Group III smothering compound semiconductor compound semiconductor と は II - VI family with others, big き な direct migration type バ ン ド a す を construction る た め, short wavelength light 発 レ ー ザ の be に now expected to で あ る. Group III smothering compound semiconductor を with い て face 発 light レ ー ザ を be presently す る た め に は, the features of electric 気 の suppression は of の こ と, profits generated, high reflectance mirror for の た め の inflectional rate of wavelength dispersion の dependency の basic physical properties such as の grasp が first に important で あ る. This study で は, undergraduate study に よ る subsidies な ど に よ り, spectral エ. Encircled1. 】 【 リ プ ソ メ ー タ ー を with い た AlGaN, GaInN mixed crystal に お け る の wavelength dispersion の inflectional rate determination, AlGaN/GaN. Encircled2. 】 【 DH, AlGaN/GaInN DH の cropping と smothering element パ ル ス レ ー ザ を wound up light と し て in い た induced release の determination, wound up. Encircled3. 】 【 ス ト ラ イ プ - polarization method に よ る バ ル ク GaN の room temperature に お け る optical gains の line measurement を っ た. そ の results, 1. 価 electronic 帯 top - 伝 guide 帯 nearly between bottom く の エ ネ ル ギ ー で の M1 specific point に よ る wavelength dispersion の mixed crystal composition dependence を Ming ら か に し, 2. Characteristic: にAlGaN/GaN DHにお て て room-temperature surface luminescence excited ultraviolet light induced emission を actual occurrence: た た ま た, 3. The room temperature で の GaN の optical gains が wound up the density of 200 kw/cm ^ 2 に お い て 160 cm ^ < 1 > で あ る こ と が Ming か と な っ た. Side, optical gains は バ ン ド end と compare し て low degree of about 90 mev エ ネ ル ギ ー side で 発 し, 従 に の III - V semiconductor お け る electronics is hole プ ラ ズ マ モ デ ル で は will ず し も instructions out な い point が あ る こ と も わ か っ た. In the future, こ の institutions を Ming ら か に し, short wavelength light 発 レ ー ザ ダ イ オ ー ド be am に to け を て research carries out す る.

项目成果

H.Amano,T.Tanaka,Y.Kimura,K.Kato,S.T.Kin,I.Akasaki: "Room-temporchire viclet stimulated ejussion from optically pumped AlGaN/Ga double heterostructire" Applied Physics Letters. 64. (1994)

H.Amano、T.Tanaka、Y.Kimura、K.Kato、S.T.Kin、I.Akasaki：“光泵浦 AlGaN/Ga 双异质结构的室温维克莱受激射出”应用物理快报。

S.T.Kim,H,Hmano,I.Akasaki: "Optical Gain of optically punulol Aly GaagN/GoN donble hetoloshechire at room tempemture" Applied physics Letters. 64. (1994)

S.T.Kim,H,Hmano,I.Akasaki：“室温下光学 punulol Aly GaagN/GoN donble hetoloshechire 的光学增益”应用物理快报。

H.Amano,N.Watanabe,N,Koike,I.Akasaki: "Room-Tempenture lno-thereshatd suface-shmatatool emussion by optical pumping from ReGaogN/Gioridibelelerohudere" Japanese Journal of applied plysics. 32. L1000-L1002 (1993)

H.Amano，N.Watanabe，N，Koike，I.Akasaki：“ReGaogN/Gioridibelelerohudere 光泵浦的室温 lno-thereshatd 表面 shmatatool 乳液”日本应用胶学杂志。