歪導入による半導体量子ナノ構造の偏光特性の制御

通过引入应变控制半导体量子纳米结构的偏振特性

• 批准号: 07650005
• 负责人: 矢口 裕之
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650005/
• 关键词: 半導体量子細線; 半導体レーザ; 歪; 偏光; 有機金属気相エピタキシ-

本研究の主たる目的は,引っ張り歪の導入によって半導体量子細線構造における発光の偏光特性の制御が可能であることを実証することにある。そこでまず最初にGaAsP/AlGaAs量子井戸を作製し,引っ張り歪を導入して発光の偏光特性を制御できることを実験的に検証した。本研究では,フォトリソグラフィー技術で基板にV溝状の加工を施した後,有機金属気相エピタキシ-法によって量子細線構造を作製するという方法をとっている。この場合,AlGaAs障壁層を成長する際にはV溝の形状を鋭く保ち,一方,GaAsPからなる細線層を成長する際にはV溝の底部に厚く成長することが要求される。そこで良好な形状を有する細線構造を作製する成長条件を決定することが重要な位置を占める。その過程においてV溝底部にGa組成の大きいAlGaAs混晶が局所的に成長することがわかった。また,その部分の寸法が成長温度・Al供給量等の成長条件に依存することが明らかになり,これに基づく新しい量子細構造作製の提案を行った。さらに最適な成長条件に基づいてGaAsP/AlGaAs引っ張り歪量子細線構造を作製した。フォトルミネッセンスによって発光の偏光特性を検討した結果,細線の寸法を小さくするにしたがって,基板に平行な偏光から基板に垂直な偏光へと変化していくことが明らかになり,歪導入によって偏光の制御が可能であることが実証された。以上の実験結果に基づいて細線の寸法を決定し,量子細線方向と垂直な方向に対して偏光の異方性が解消された量子細線構造レーザを試作した。電流注入量が発振しきい値下では偏光の異方性のほとんどない発光が確認された。レーザ特性としてはしきい値電流が高いなどの問題があり,さらに今後の検討を要する。

Purpose this study の main た る は, っ zhang り slanting の import に よ っ て semiconductor quantum thread structure に お け る 発 の light polarization characteristics の suppression が may で あ る こ と を card be す る こ と に あ る. そ こ で ま ず initially に GaAsP/AlGaAs quantum well opens し the を cropping systems, led っ zhang り slanting を import し て 発 の light polarization feature を suppression で き る こ と を be 験 of に 検 card し た. This study で は, フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ ー technology に V groove type の で substrate processing を shi し た, organic metal 気 phase エ ピ タ キ シ - method に よ っ て quantum thread structure を cropping す る と い う method を と っ て い る. を こ の occasions, AlGaAs barrier layer growth す る interstate に は V groove shape の を sharp く ち, side, GaAsP か ら な る grow thin line layer を す る interstate に は に thick at the bottom of the V groove の く growth す る こ と が requirements さ れ る. そ こ で な good shape を す る thread structure を cropping す る を growth conditions decide す る こ と を が な important position of め る. そ の process に お い て V groove of に Ga grand き の い AlGaAs mixed crystal が bureau に growth す る こ と が わ か っ た. ま た, そ の part の inch が growing の growth conditions, such as temperature, Al supply に dependent す る こ と が Ming ら か に な り, こ れ に base づ く new し い line fine quantum structure system proposed の を っ た. The most suitable growth conditions for さらに are に basis づ て てGaAsP/AlGaAs, っ zhang crooked quantum filament structure を to make た. フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス に よ っ て 発 の light polarization feature を beg し 検 た as a result, the fine line の を "method little さ く す る に し た が っ て, parallel to the substrate に な polarization か ら substrate に な vertical polarization へ と variations change し て い く こ と が Ming ら か に な り, slanting import に よ っ て polarization の suppression が may で あ る こ と が card be さ れ た. Above の be 験 results に づ い て を decided し の inch thin lines method, quantum thread direction と な vertical direction に し seaborne て polarization の square difference が null さ れ た structure by quantum string レ ー ザ を attempt し た. The current injection amount が the occurrence of the excitation shock <s:1> <s:1> value で the <s:1> polarization, <s:1> the anisotropic property of the <s:1> ほとん <s:1> な the な the <s:1> occurrence of the が confirmation された. レ ー ザ features と し て は し き が high い い numerical current な ど の problem が あ り, さ ら に future の beg を 検 to す る.

项目成果

W.Pan,H.Yaguhi,K.Onabe,Y.Shiraki and R.Ito: "Tensile-strained GaAsP/AlGaAs quantam well grown by Iow-pressure metalorganic vapor phase epitaxy" Journal of Applied Physics. 78. 3517-3519 (1995)

W.Pan、H.Yaguhi、K.Onabe、Y.Shiraki 和 R.Ito：“通过低压金属有机气相外延生长良好的拉伸应变 GaAsP/AlGaAs 量子”应用物理学杂志。

W.Pan,H.Yaguchi,K.Onabe,Y.Shiraki and R.Ito: "Composition profile of AlGaAs epilayer on a V-grooved substiate grownby low-pressure metalorganic Vapor phase epitaxy" Applied Physics Letters. 67. 959-961 (1995)

W.Pan、H.Yaguchi、K.Onabe、Y.Shiraki 和 R.Ito：“通过低压金属有机气相外延生长的 V 形凹槽基底上的 AlGaAs 外延层的成分分布”应用物理快报。

W.Pan,H.Yaguchi,K.Onabe,R.Ito,N.Usami and Y.Shiraki: "RectanguIar AlGaAs/AlAs quantumwires by using the spcntaneous vevtical quantum wells" Japanese Journal of Applied Physics. 35(発表予定). (1996)

W.Pan、H.Yaguchi、K.Onabe、R.Ito、N.Usami 和 Y.Shiraki：“使用自发垂直量子阱的矩形 AlGaAs/AlAs 量子线”，日本应用物理学杂志 35（即将出版） ）（1996）。

W.Pan,H.Yaguchi,K.Onabe Y.Shiraki and R.Ito: "Growth teinperature dependence of spontaneous vertical quantum well width on V-grooved substrates by low-pressure metalorganic vapor phase epitaxy" Journal of Crystal Growth. 158. 205-209 (1996)

W.Pan、H.Yaguchi、K.Onabe、Y.Shiraki 和 R.Ito：“低压金属有机气相外延对 V 形槽衬底上自发垂直量子阱宽度的生长温度依赖性”晶体生长杂志。

W.Pan,H.Yaguchi,K.Onabe,R.Ito,N.Usami and Y.Shiraki: "Polarization properties of GaAsP/AlGaAs tensilely strained quantum wire structures on V-grooved GaAs substrates" Institute of Physics ConferenceSeries. (発表予定). (1996)

W.Pan、H.Yaguchi、K.Onabe、R.Ito、N.Usami 和 Y.Shiraki：“V 型槽 GaAs 衬底上 GaAsP/AlGaAs 拉伸应变量子线结构的偏振特性”物理研究所会议系列（1996 年）。 ）