可視短波長域動作シュタルクモジュレータの開発に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、従来にない新しい構造であるII-VI族半導体多層構造の光変調素子構造を試作し、その基礎動作特性と動作可能な波長領域を明らかにすることを目標とする。以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。1.2チャンバー分子線エピタキシ-(MBE)法によりn^+-GaAs基板上に一旦n-GaAsバッファ層を成長させ、その上にZnSeベースの多層構造を成長させることで原子層レベルで平坦で高品質な界面を形成させる技術を開発した。2.膜厚200Åのn型とp型のZnS_<0.064>Se_<0.936>層を交互に積層させたド-ピング超格子を試作した。リモートマイクロ波N_2プラズマ法によりp型層の実効アクセプタ密度7×10^<17>cm^<-3>を実現し、このときの各層のイオン化不純物によって形成される内部電界の大きさが約150meVと予測した。フォトルミネッセンス(PL)スペクトルの励起光強度依存性の実験から、発光ピークのシフト量が約155meVと測定され、理論予測どうりのバンド構造が形成されていることを確認した。3.時間分解PL測定により発光のダイナミクスを評価し、内部電界によって空間的に分離された電子と正孔の輻射再結合寿命は数マイクロ秒以上と励起子の寿命(数100ps)よりも非常に長く、ド-ピング超格子構造によって準安定状態が形成されていることが明らかにされた。これらの特性は、波長可変発光素子や光変調素子への将来の応用が期待できる。