InNをベースとした長波長円偏光半導体レーザ創製に関する研究

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本研究では、InN窒化物半導体の潜在能力を活かし、長波長かつ円偏光の発光デバイスの創製を目指すものであり、そのためにInN, InGaNに遷移金属または希土類元素を添加して室温強磁性半導体を創製する。本年度は、プラズマ励起M3E法によりInCrN, GaGdNの低温成長、GaGdN/GaN超格子構造、GaDyN, InGaGdNの結晶成長とその評価を中心に研究を進め、次の成果を得た。(1)遷移金属Cr添加InCrNの成長においては、350℃と低温で成長することにより、CrがInサイトを置換したInCrNが成長できることが分かった。(2)強磁性半導体GaGdNと非磁性半導体GaNからなるGaGdN/GaN超格子構造を成長し、相対的にGaGdN層が薄い場合にキャリア誘起による磁気モーメントの増大が観測された。(3)GaGdNを300℃の低温で成長することにより、Gd濃度を12.5%まで増加させることが可能となり、磁化の増大が観測された。GaGdN低温成長中にSiを共添加することにより、キャリア誘起強磁性の効果で更に磁化を増大させられることが分かった。(4)希土類原子Dy添加を添加したGaDyNでは、室温での強磁性、PL発光を観測すると共に、MCD測定においてGaNバンド端でのMCD信号の増大が観測された。(5)InGaNにGdを添加したInGaGdNの成長を試み、その成長を確認した。