赤外域ホットルミネセンス光測定による混晶中の電子・正孔非発光再結合過程の研究

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半導体混晶内の深い準位の物性制御を目的としてLEC SI GaAs中のEL2準位の光励起状態の物性研究を行った。具体的にはYAG:Ndのレーザの1.06μmと1.34μm線を用いて共鳴ラマン散乱(RRS)とフォトルミネセンス(PL)との測定を行った。その結果、EL2準位に関する光学的過程は、GaAs母体の違いを反映して二つのタイプ(type【I】と【II】)とに分類されるとの指摘を行った。以下に成果を個條的に示す。1.RRS:1.06μm励起に対し【I】と【II】は80Kでは同じスペクトルを示めしたが23Kでは、共に162【cm^(-1)】ピーク線が消減し、代りに【II】では149【cm^(-1)】と174【cm^(-1)】の2つのピークが出現した。しかし【I】では新しいピークは出現しなかった。次に1.34μm励起によるRRSスペクトルは、【I】と【II】で共通であり、80と23Kでも差異を生じない。以上のことから162【cm^(-1)】はEL2のRRS線、149【cm^(-1)】は【EL2^*】のRRS線との同定を行った。2.PL:PLの温度変化は、1.34μm励起の際は、【I】では単純な熱的消光を示したのに対し【II】では162K付近でピークを生じた。1.06μm励起では、【I】では典型的な光消光を示したのに、【II】では消光を示さなかった。(80K)。【I】のフォトリカバリーは、130K以上で1.34μm照射で生じた。このことは液体Heでのみ測定されていたことである。3.光励起非平衡状態のRRS(80K):試料【II】に於いて、1.34μm(Chop)と1.06μm(定常光)との同時照射により新しいRRSスペクトルが測定された。これは、光励起非平衡状態より発するものであるが、単純な【EL2^*】とは考えられない。1.34μmパレス励加によるPLのレスポンス時間は時定数0.3msecの指数関数形を示した。 以上来年度は、混晶における深い準位の光学的過程の研究を推進する予定である。