AlGaInPAs混晶の構造と物性に関する研究

5元混晶【(AlxGa_(1-x))_(1-z)】InzPy【As_(1-y)】は組成(X,Y,Z)を変化させることにより、三つの材料パテメータを独立に変化させることができる材料設計の自由度の大きい材料系である。材料パラメータとして格子定数、禁制帯幅、屈折率をとりあげ、計算を行った。基板としてはInPとGaAsを考え、ベガードの法則を用いてこれに格子整合する組成を求めた。GaAsに格子整合する組成領域で、4元混晶の禁制帯幅から2次式の補間により禁制帯幅を求めた。屈折率は単一有効振動子モデルを用いた経験則により計算を行った。これらの計算から材料パラメータのとり得る範囲と組成との関係を明らかにした。液相エピタキシャル法によりAlGaInPAsの結晶成長を行った。基板は(100)GaAsで850℃で成長を開始し、845℃まで温度をさげて成長を終了した。Alなどの液相組成を【X(^t_Ae)】などとすると、【X(^t_Ae)】/【X(^l_Ga)】,【X(^l_In)】/【X(^l_Ga)】を一定として【X(^l_p)】および【X(^t_Ae)】を変化させて一様で平坦な層ができる条件を探した。【X(^l_p)】および【X(^t_Ae)】を減少させると、Xは増加したがある値以下にすると基板は溶解し、一様な層は成長しなかった。【X(^l_Al)】/【X(^l_Ga)】を一定にして【X(^l_In)】/【X(^l_Ga)】を増加させると区は少し増加したが、液相組成の比の増加率にくらべテ固相組菊区の増加率は少なかった。液相エピタキシャル法による結晶成長実験によりXが0.4以下yが0.2以下の5元混晶の成長を行うことができたが、それ以上の組成では結晶成長が困難なことがわかった。成長した5元混晶のフォトルミネッセンスの測定を行った。室温で測定したスペクトルのピーク波長から禁制帯幅を求めると、計算とよく一致することがわかった。さらに、5元混晶のラマン散乱の測定を行い、フォノンの性質を検討した。

5元混晶【(AlxGa_(1-x))_(1-z)】InzPy【As_(1-y)】は組成(X,Y,Z)を変化させることにより、三つの材料パテメータを独立に変化させることができる材料設計の自由度の大きい材料系である。材料パラメータとして格子定数、禁制帯幅、屈折率をとりあげ、計算を行った。基板としてはInPとGaAsを考え、ベガードの法則を用いてこれに格子整合する組成を求めた。GaAsに格子整合する組成領域で、4元混晶の禁制帯幅から2次式の補間により禁制帯幅を求めた。屈折率は単一有効振動子モデルを用いた経験則により計算を行った。これらの計算から材料パラメータのとり得る範囲と組成との関係を明らかにした。液相エピタキシャル法によりAlGaInPAsの結晶成長を行った。基板は(100)GaAsで850℃で成長を開始し、845℃まで温度をさげて成長を終了した。Alなどの液相組成を【X(^t_Ae)】などとすると、【X(^t_Ae)】/【X(^l_Ga)】,【X(^l_In)】/【X(^l_Ga)】を一定として【X(^l_p)】および【X(^t_Ae)】を変化させて一様で平坦な層ができる条件を探した。【X(^l_p)】および【X(^t_Ae)】を減少させると、Xは増加したがある値以下にすると基板は溶解し、一様な層は成長しなかった。【X(^l_Al)】/【X(^l_Ga)】を一定にして【X(^l_In)】/【X(^l_Ga)】を増加させると区は少し増加したが、液相組成の比の増加率にくらべテ固相組菊区の増加率は少なかった。液相エピタキシャル法による結晶成長実験によりXが0.4以下yが0.2以下の5元混晶の成長を行うことができたが、それ以上の組成では結晶成長が困難なことがわかった。成長した5元混晶のフォトルミネッセンスの測定を行った。室温で測定したスペクトルのピーク波長から禁制帯幅を求めると、計算とよく一致することがわかった。さらに、5元混晶のラマン散乱の測定を行い、フォノンの性質を検討した。