化合物半導体の光物性の制御

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(1)ワイドギャップIーIIIーVI_2族化合物CuAlS_2に添加されたMnイオンによる赤色発光機構を調べるため、無添加および0.01,0.1,1wt%のMnを添加した単結晶を作製し、窒素レーザ励起による時間分解スペクトルの測定を行った。この結果、母体とMnセンターとの間に欠陥準位を介したエネルギー伝達機構が存在することをつきとめた。また、CuAlS_2:Mnを用いたMIS構造のEL素子および分散型EL板を作製し動作を確認した。^<1)>(2)多色EL薄膜素子への応用が最近注目されているCaS、SrSなどのII_AーVI_B族化合物半導体での電子捕獲中心、発光中心の微視的構造を解明するため、各種の不純物を添加した高品質単結晶、粉末結晶、蒸着薄膜を作製し、発光特性、熱励起発光特性、光電流特性の測定を行い、これらの結晶中での電子準位の同定を行った。また、高純度単結晶中に然処置、放射線照射により色中心を導入し、その電子状態を明らかにした^2)(3)半磁性半導体の単結晶と薄膜を作製し、これらの磁気光学的性質を、レーザー分光法により調べ、この材料の応用性について研究した。特に本年度は、ホット・ウォール法によりエピタキシャル薄膜の成長について詳しく研究し、これを発展させて半磁性半導体超格子の作製を行った。この試料の特性を、ピコ秒発光分光法により評価し、磁性イオンに起因する「半磁性半導体超格子」特有の磁気光学的機能性を明らかにした。^<3)>(4)光照射MBE法ZnSe成長のRHEEDによるその場観察を行った。即ち紫外光照射がSe分子の表面滞在時間を低下させ、実効的な分子線強度比を変化させることが分った。RHEED振動の減衰割合の照射光強度依存性から三次元成長が促進されることを示し、表面モフォロジー悪化につながる等の結果を得た。また、ZnSe/GaAsエピ層における残留歪を励起子発光の偏光性から調べ、格子緩和に伴う転移等の導入が結晶性の劣化をもたらすことを指摘した。^<4)>(^<1)>佐藤、^<2)>国府田、^<3)>岡、^<4)>斉藤)