希土類添加半導体の秩序制御と高次発光機能の発現

稀土掺杂半导体的有序控制及高阶发光函数的表达

• 批准号: 19018014
• 负责人: 藤原 康文
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19018014/
• 关键词: 秩序制御; 高次発光機能; 発光ダイナミクス; 局所構造; 希土類元素

現在の半導体レーザ技術は環境温度に対する発振波長の不安定性など、根本的な問題を数多く内包している。本研究では希土類元素特有の発光特性(たとえば、希土類元素発光はバンド間遷移発光に比べて極めて高い波長温度安定性(0.001mm/K)を示す)に着目し、「電流注入による希土類発光準位を介する誘導放出」を用いた波長超安定新規半導体レーザ実現の可能性を探ることに最終目標を設定する。本硬究期間内(平成19〜20年度)では平成17〜18年度の研究成果を踏まえて、研究対象を実デバイス構造試料へ移し、電流注入によるEr励起・緩和機構を明らかにするとともに、その知見に基づくデバイス構造の設計・試作により、電流注入下での高次発光機能の発現に研究の焦点を絞った。1.有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法によりEr添加濃度が極めて低いGaAs:Er,0(1x10^17cm^-3程度)を作製し、光励起によるEr発光特性の測定温度依存性を調べた。低温域で発現する新奇な発光挙動を観測し、Cの関与したオージェ過程によることを明らかにした。2.それを活性層としたレーザ構造を作製し、GaAsバンド端レーザ発振の可能性と、バンド端レーザ発振がEr-20発光にえる影について調べた。希土類添加半導体を母体として初めて電流注入下でGaAsバンド端レーザ発振を観測することに成功した。また、自然放出領域では、注入キャリアによるオージェ過程によりEr-20発光強度が減少した。一方、誘導放出領域では、Er-20発光強度は一定値を示した。

Current semiconductor technologies include a number of fundamental problems related to ambient temperature and wavelength instability. In this study, we aimed to explore the possibility of realizing the new semiconductor luminescence with wavelength superstability by current injection and induced emission of rare earth luminescence level, and finally set the final goal. During the period of this study (Heisei 19 - 20), the focus of the study on the development of high-order light emitting function under current injection was focused on the research results of Heisei 17 - 18, including the study of structural sample shift, current injection, excitation and mitigation mechanism design and trial operation. 1. Organic metal phase emission (OMVPE) method is used to adjust the temperature dependence of Er emission characteristics in GaAs:Er,0(about 1x10^17 cm ^-3). Low temperature domain development of novel light emission detection, C and C related to the process of light emission 2. The structure of the active layer is controlled, and the possibility of GaAs terminal vibration is adjusted. The semiconductor matrix of rare earths was successfully tested under current injection. The emission intensity of Er-20 decreases during the process of injection and natural emission. The emission intensity of Er-20 in the induced emission field is constant.

项目成果

Electroluminescence properties of GaInP/GaAs: Er, O/GaInP double heterostructure light-emitting diodes at low temperature

GaInP/GaAs：Er、O/GaInP双异质结构发光二极管的低温电致发光特性

• 发表时间: 2008
• 期刊: Optical Materials (印刷中)
• 作者: 安井遼;鈴木雄斗;松岡成居 熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA;Y. TERM;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;K. YAMAOKA;K. SHIMADA;Y. TERM;K. FUJII;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;藤原康文;Y. FUJIWARA;Y. TERAI
• 通讯作者: Y. TERAI

Direct observation of picosecond-scale energy-transfer processes in Er, O-codoped GaAs by pump-prove reflection technique

通过泵浦证明反射技术直接观察Er、O共掺杂GaAs中的皮秒级能量转移过程

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physics of Semiconductors, AIP Conference Proceedings 893
• 作者: Y.;FUJIWARA
• 通讯作者: FUJIWARA

Nonradiative processes at low temperature in Er, O-codoped GaAsgrown by organometallic vapor phase epitaxy

有机金属气相外延法生长的 Er、O 共掺杂 GaAs 的低温非辐射过程

• 发表时间: 2008
• 期刊: Physica Status Solidi (c) 5
• 作者: 鬼頭稔;渡邊純兵;竹下隆晴;西田保幸;Y. FUJIWARA;Takaharu Takeshita;K. SHIMADA;A. FUJITA
• 通讯作者: A. FUJITA

Ultrafast carrier-trapping in Er-doped and Er, O-codoped GaAs revealed by pump and probe technique

泵浦和探针技术揭示了掺铒和铒、氧共掺 GaAs 中的超快载流子捕获

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physica B 401-402
• 作者: 鬼頭稔;渡邊純兵;竹下隆晴;西田保幸;Y. FUJIWARA;Takaharu Takeshita;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;K. FUJII;Y. FUJIWARA
• 通讯作者: Y. FUJIWARA

Terahertz radiation from Er,O-codoped GaAs surface grown by organometallic vapour phase epitaxy

有机金属气相外延生长的 Er,O 共掺杂 GaAs 表面的太赫兹辐射

• 发表时间: 2008
• 期刊: Applied Physics Letters (印刷中)
• 作者: 安井遼;鈴木雄斗;松岡成居 熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA;Y. TERM;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;K. YAMAOKA;K. SHIMADA;Y. TERM;K. FUJII;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;藤原康文;Y. FUJIWARA;Y. TERAI;Y. TERAI;K. SHIMADA;A. FUJITA;K. FUJII;K. SHIMADA
• 通讯作者: K. SHIMADA