AlGaInPAs混晶の構造と物性に関する研究

五元混晶(【Al_x】【Ga_(1-x)】)【(1-Z)In-Z】Py【As_(1-y)】は組成(X,Y,Z)を変化させることにより、三つの材料パラ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は帯端エネルギー,屈折率をとりあげ、計算を行った。GaAsに格子整合する組成領域で、強結合モデルと新たに導入した有効ボンド長を用いて価電子帯上端のエネルギーを求めた。これにより五元混晶を用いたヘテロ接合のバンド不連続を近似的に求められるようになった。屈折率は前の計算を修正し、新しい経験則を用いて計算を行った。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るAlGaInPAsの結晶成長に関しては、従来の850℃での成長ではごくせまい組成範囲に限られたので、温度を900℃にあげて成長を試みた。この結果成長可能範囲が少く広くなった。作製した五元混晶のフォトルミネッセンスを測定した。77Kのスペクトルは高温で成長した結晶が単一のピークをもち、半値幅もせまいことがわかった。エレクトロリフレクタンスを室温で測定し、そのスペクトルから禁制帯幅,スプリッティングエネルギーなどのバンドパラメータを求め、計算と比較的よく一致することを示した。ラマン散乱の測定によりフォノン系の性質を調べ、この五元混晶に含まれる二元系のフォノンモードが独立に観測できることを示した。五元混晶のEXAFSの測定を行い、格子間距離に関する情報を得た。五元混晶の電気的性質をキャパシタンス法などを用いて調べた。今後は五元混晶の物性についてさらに深く調べるとともに、応用に関する検討も行う予定である。

五元混晶(【Al_x】【Ga_(1-x)】)【(1-Z)In-Z】Py【As_(1-y)】は組成(X,Y,Z)を変化させることにより、三つの材料パラ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は帯端エネルギー,屈折率をとりあげ、計算を行った。GaAsに格子整合する組成領域で、強結合モデルと新たに導入した有効ボンド長を用いて価電子帯上端のエネルギーを求めた。これにより五元混晶を用いたヘテロ接合のバンド不連続を近似的に求められるようになった。屈折率は前の計算を修正し、新しい経験則を用いて計算を行った。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るAlGaInPAsの結晶成長に関しては、従来の850℃での成長ではごくせまい組成範囲に限られたので、温度を900℃にあげて成長を試みた。この結果成長可能範囲が少く広くなった。作製した五元混晶のフォトルミネッセンスを測定した。77Kのスペクトルは高温で成長した結晶が単一のピークをもち、半値幅もせまいことがわかった。エレクトロリフレクタンスを室温で測定し、そのスペクトルから禁制帯幅,スプリッティングエネルギーなどのバンドパラメータを求め、計算と比較的よく一致することを示した。ラマン散乱の測定によりフォノン系の性質を調べ、この五元混晶に含まれる二元系のフォノンモードが独立に観測できることを示した。五元混晶のEXAFSの測定を行い、格子間距離に関する情報を得た。五元混晶の電気的性質をキャパシタンス法などを用いて調べた。今後は五元混晶の物性についてさらに深く調べるとともに、応用に関する検討も行う予定である。