新機能光デバイスのための化合物半導体の物性制御の研究

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化合物半導体の新機能制の発現のための物質設計,物性制御に関して以下のような研究成果が得られた。1.p型ZnSeアクセプタ準位の候補としてLi不純物を選び,新たに開発したDSA法人によりZn置換位置周辺でのLiの移動エネルギ-と構造安定性を計算した.その結果Liのアクセプタとしての不安定性の起源が置換位置から格子間位置への移動とイオン化による自己補償であることを解明した.(吉田)2.ZnSeの物性制御に於いて基板との格子不整の影響を検討した結果,GaAs上に成長したn型ZnSe膜には圧縮応力が働き,この応力を緩和するために界面付近に深い欠陥準位が導入され,それに伴い高抵抗層が存在することを明らかにした.また,NH_3を用いた窒素添加ZnSeに於いてAu電極の熱処理の最適化により正孔濃度が2x10^<16>cm^<ー3>程度のp型伝導膜であることを確認した.さらに,GaAsに整合したZnSSe混晶膜の成長を行い窒素添加を試みたが,ZnSeに比べて窒素は取り込まれにくい事が分かった.(吉川)3.SrS/ZnS超格子薄膜の成長を行うために,ホットウォ-ル蒸着型のALE装置の作製を進め,薄膜成長の予備実験を行った.その一方で,基礎となる知見を得るため,電子線蒸着法で作製したSrS薄膜の評価を行った.SrS薄膜は成長温度500℃以上のとき比較的良質の多結晶薄膜になる.また,成長中に容易に酸素原子を取り込み,酸素汚染される.500℃程度の温度で熱処理を行うと,膜質が改善されることが分かった.(小林)4.量子細線・量子箱構造を用いる交差型光スイッチの理論解析を行い,低損失化および高消光比化のためには,量子細線や量子箱が優れていることを明らかにすると共に,幅25ー35nm,井戸層厚8nmのGaInAs/InP3層多重量子細線構造を世界で初めて試作し,その電界屈折率変化スペクトルを測定した.(荒井)