新材料による緑色半導体レーザの基盤技術の開拓

开发新材料绿色半导体激光器基础技术

• 批准号: 21246002
• 负责人: 岸野 克巳
• 金额: $ 29.29万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21246002/
• 关键词: BeZnTe/ZnSeTe超格子; InP基板; BeZnSeTe; 活性層; 分子線エピタキシー; フォトルミネッセンス; 直接遷移; 間接遷移; 超格子; 成長中断; 黄色発光; タイプIIヘテロバリア; レーザ; MgSe/ZnCdSe超格子; MgSe/BeZnTe超格子; LED; タイプIIヘテロ障壁; 二次イオン質量分析; 光励起発振; ダブルヘテロ構造; MSe; BeZnTe超格子; しきい値電流密度; 緑色発光

InP基板上のBeZnTe/ZnSeTe超格子活性層材料の検討を進めた。従来のBeZnSeTe活性層を用いた場合、活性層とバリア層(クラッド層)との界面において、組成制御のための成長中断が必要であり、これが界面での結晶性を劣化させ、素子特性に悪影響を及ぼしていた。そこで、BeZnSeTeの代わりにBeZnTe/ZnSeTe超格子を用いることで成長中断を無くし、素子特性への影響を削減する新たな手法を開発した。更に、この超格子のもう一つの特長として、簡便な組成制御性が挙げられる。即ち、超格子中の各層厚を変えるだけで、基板との格子整合を保ったまま超格子全体における等価的な組成が制御できる。本研究では、BeZnTe/ZnSeTeの各層厚を4分子層(ML)/2MLから1ML/20MLに変化させた超格子を分子線エピタキシー(MBE)法を用いて作製し、特性を評価した。室温でのフォトルミネッセンス(PL)測定により、ピーク波長が480nmから589nmの単峰性発光が得られた。また何れの発光もBeZnSeTeと比べ2～4倍程度の発光強度が得られた。BeZnSeTeでは、光励起により低しきい値レーザ発振が得られていることから、BeZnTe/ZnSeTe超格子においてもより優れた発振特性が得られると期待される。更に、BeZnTe/ZnSeTe超格子においてBeZnSeTeと比べ優れた特性が見出された。BeZnSeTeではBe組成を0.3以上にすると間接遷移になり、発光特性が急激に劣化する。一方、BeZnTe/ZnSeTe超格子では等価的なBe組成が0.32においてもピーク波長480nmの強い青緑色発光が得られ、直接遷移が維持されていることが分かった。このことから、超格子では、直接遷移から間接遷移へ変化するBe組成がBeZnSeTeよりも高く、より短波長化が可能であることが示された。

Research on BeZnTe/ZnSeTe Superlattice Active Layer Material on InP Substrate When the BeZnSeTe active layer is used in the future, the interface between the active layer and the active layer, the growth interruption of the composition control, the deterioration of the crystallinity of the interface, and the influence of the electron characteristics are necessary. BeZnTe/ZnSeTe superlattices are used to develop new methods for reducing the effects of growth interruptions and electron properties. In addition, this super lattice has a special feature and a simple composition. That is, the thickness of each layer in the superlattice is different, the lattice integration of the substrate is different, and the composition of the superlattice is different. In this study, BeZnTe/ZnSeTe layers with thickness of 4 ML/2ML/1ML/20ML were transformed into superlattice molecular line (MBE). Single peak emission at wavelengths from 480nm to 589nm was obtained for the determination of fluorescence (PL) at room temperature. BeZnSeTe is 2~4 times more powerful than BeZnSeTe. BeZnTe/ZnSeTe superlattice vibration characteristics In addition, BeZnTe/ZnSeTe lattice has been found to be superior to other lattice structures. BeZnSeTe has a Be composition of 0.3 or more, indirect migration, and rapid degradation of luminescence characteristics. A square, BeZnTe/ZnSeTe superlattice is equal to the Be composition of 0.32. The wavelength of 480nm and the intense cyan emission are obtained. The direct migration is maintained. The composition of BeZnTe is high and short wavelength is possible.

项目成果

Photopumped green lasing on BeZnSeTe double heterostructures grown on InP substrates

InP 衬底上生长的 BeZnSeTe 双异质结构上的光泵绿光激光

• 发表时间: 2009
• 期刊: Applied Physics Letters 94
• 作者: T.Motohashi;Y.Hamade;Y.Masubuchi;T.Takeda;K.Murai;A.Yoshiasa;S.Kikkawa;Ichirou Nomura
• 通讯作者: Ichirou Nomura

Green to yellow light emitters with II-VI semiconductors

采用 II-VI 半导体的绿光至黄光发射器

• 发表时间: 2009
• 作者: S. Mizukami;F. Wu;A. Sakuma;J. Walowski;D. Watanabe;T. Kubota;X. Zhang;H. Naganuma;M. Oogane;Y. Ando;and T. Miyazaki;Katsumi Kishino
• 通讯作者: Katsumi Kishino

Development of II-VI Compound Semiconductors on InP Substrates for Green and Yellow Lasers

用于绿光和黄光激光器的 InP 衬底上 II-VI 族化合物半导体的开发

• 发表时间: 2012
• 作者: S.Mizukami;et al;Ichirou Nomura
• 通讯作者: Ichirou Nomura

InP基板上ZnCdSe/BeZnTeタイプII超格子におけるフォトルミネッセンス発光特性の評価

InP 衬底上 ZnCdSe/BeZnTe II 型超晶格的光致发光发射特性评估

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Yamada;H. Kaji;吉川信一;菊池裕嗣;村上佳介
• 通讯作者: 村上佳介

Photopumped lasing characteristics in green-to-yellow range for BeZnSeTe II-VI compound quaternary double heterostructures grown on InP substrates

InP 衬底上生长的 BeZnSeTe II-VI 化合物四元双异质结构在绿黄范围内的光泵激光特性

• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Yasuo Nakayama;Yen-Hao Huang;Ching-Hsuan Wei;Takuya Kubo;Shin-ichi Machida;Tun-Wen Pi;S.-J.Tang;Yutaka Noguchi;Hisao Ishii;Ichirou Nomura
• 通讯作者: Ichirou Nomura