室温エキシトンによる青色微小光共振器の研究

室温激子蓝色微光腔研究

• 批准号: 08875061
• 负责人: 末宗 幾夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875061/
• 关键词: H-VI族半導体; 励起子; ZnSe; MaS; 歪み超格子; MOCVD; 閃亜鉛鉱構造; X線回折; II-VI族半導体; MgS

これまでエキシトン発光に関する研究は低温に限られていたため、エキシトン発光を用いる微小光共振器の研究も低温での研究に限定されていた。当該研究は,エキシトン発光線幅を決めるエキシトン散乱を超格子の量子閉じ込め効果で低減し,自然放出光の制御,フォトンと電子系のコヒーレント相互作用の研究を室温で実現しようとするものである。当該研究に関連して,特にバンドオフセットが大きく強い量子閉じ込めが可能なZnSe/MgS超格子を提案したが,その基本的物性定数であるバンドオフセットを光電子分光法を用い測定し,価電子帯バンド不連続が1.85eVと大きいことを明らかにした。また光学特性から伝導帯バンド不連続は0.6-0.8eVと見積もられ,MgSのバンドギャップが従来間接的に見積もられていた4.5eVより大きい5.2-5.3eVであることを示した。前年度この超格子におけるエキシトン吸収が室温まで明瞭に観測されることを示したが,その発光も室温までローレンツ型のエキシトン発光であること,また発光線幅も吸収線幅の温度依存性とよく一致することを示した。このエキシトン発光を光微小共振器に導入する効果を計算機シミュレーションし,共振器の線幅と発光線幅が一致する場合に大きなラビ分裂が生じることが示された。また分布光反射器の製作を進め,ZnSe/ZnSによる分布光反射器を作製して10周期で理論値に近い95%程度の反射率が得られることを確認した。また理論計算から20周期で99.5%以上の高反射率が期待できることを示し,近い将来室温青色微小共振器を実現する基礎を固めることが出来た。

到目前为止，对激子排放的研究仅限于低温，因此使用激子排放对微光学谐振器的研究也仅限于在低温下进行研究。这项研究旨在减少激子散射，从而通过超晶格的量子限制效应来确定激子发射线宽度，并实现对自发发射光的控制以及在室温下光子与电子系统之间相干相互作用的研究。关于这项研究，我们提出了一个具有较大带偏移和强量子限制的ZNSE/MGS超晶格，并使用光电光谱法测量了频带偏移的基本物理常数，以揭示价带不连续性在1.855EV处较大。此外，估计导谱带不连续性为0.6-0.8ev，表明MGS的带隙为5.2-5.3EV，比常规间接估计的4.5EV大。结果表明，在上一年，清楚地观察到该超晶格中的激子吸收至室温，并且发射也是洛伦兹型激子的发射至室温，并且发射线宽度也与吸收线宽度的温度依赖性相吻合。将这种激子发射引入光学微孔子器的效果是计算机模拟的，结果表明，当谐振器的线宽度与发射线宽度一致时，会发生大较大的犹太分裂。此外，我们开始制造分布式的光反射器，并确认产生了使用ZNSE/ZNS的分布式光反射器，并且可以在10个周期中获得约95％的反射率，接近理论值。此外，理论计算表明，在20个周期中，预计将有99.5％或以上的高反射率，并且在不久的将来实现室温蓝色微孔子的基础已经巩固。

项目成果

H. Nashiki: ""Luminescence of Excitons Localized by Monolayer lnterface Fluctuations in ZnSe/MgS Superlattices Grown by Metalorganic. Vapor Phase Epitaxy"" Jpn. J. Appl. Phys.(印刷中). (1997)

H. Nashiki：“通过金属有机相生长的 ZnSe/MgS 超晶格中激子的局域化发光”J. Appl。

T.Tawara, I.Suemune, et al: "ZnSe/MgS Distributed Bragg Reflectors in Blue Region Grown on (311) B GaAs Substrates" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36,No.11. 6672-6676 (1997)

T.Tawara、I.Suemune 等人：“在 (311) B GaAs 衬底上生长的蓝色区域中的 ZnSe/MgS 分布式布拉格反射器”Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36，No.11。

I.Suemune(分担執筆): "Properties of Widegap II-VI Semiconductors." Ramesh Bhargara,IEE EMIS, 250 (1997)

I.Suemune（贡献者）：“宽隙 II-VI 半导体的特性。”Ramesh Bhargara，IEE EMIS，250 (1997)

I. Suemene(分担執筆): ""Properties of III-V Quantum Wells and Superlattices"" Edited by P. Battacharya, IEEEMIS, 400 (1996)

I. Suemene（贡献者）：“Properties of III-V Quantum Wells and Superlattices”由 P. Battacharya 编辑，IEEEMIS，400 (1996)

I.Suemune, K.Uesugi, et al: "Low-Limensional II-VI Semicondactor Structures : ZnSe/MgS Superlattices and CdSe Self-organized Dots." Phys.Stat.Sol.(b). Vol.202. 845-856 (1997)

I.Suemune、K.Uesugi 等人：“低维 II-VI 半导体结构：ZnSe/MgS 超晶格和 CdSe 自组织点。”