可視短波長レーザ用新材料(Zn,Hg)(S,Se)のエピタキシャル成長と評価

可见短波长激光器新材料（Zn、Hg）（S、Se）的外延生长和评估

• 批准号: 06750011
• 负责人: 原 和彦
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750011/
• 关键词: ZnHgSSe; ZnHgSe; 分子線エピタキシ-; ヘテロエピタキシ-; フォトルミネッセンス; X線回折

青緑色半導体レーザの大幅な特性改善を目指して、新たにGaAsと格子整合するZnHgSSeを活性層とする無歪みの素子構造を提案し、この新材料のエピタキシャル成長技術の開発と基礎物性の解明について成果を得た。主要な結果を以下にまとめる。1.原料として単体のZn,HgおよびH_2Seを用いる分子線エピタキシ-(MBE)により、GaAs基板上へのZn_<1-X>Hg_XSe(x=0-0.14)のエピタキシャル成長に初めて成功した。基板温度を170℃と一定にした場合、Hg組成はHg/ZnおよびH_2Se/Znの両ビーム強度比に依存した。これらの傾向から、元来付着係数がZnに比較して著しく低いHgの膜中への取込みの機構を検討した。現時点では、成長表面上におけるZn-Se結合の形成に寄与しない過剰なSe原子が重要な役割を果たしており、Hg原子がこのようなSe原子とHg-Se結合を形成することによってHgの取込みが促進されると推測している。2.Zn_<1-X>Hg_XSe膜は、室温および35Kにおいて単一の幅の広い発光バンドからなるフォトルミネッセンスを示した。Hg組成の増加に従ってそのピーク位置は低エネルギー側に急速にシフトし、室温においてx=0-0.06というわずかなHg組成で全可視域の発光を得ることができた。さらに、励起スペクトルからこれらの発光がバンド端を起源としていることを明らかにし、このHg化合物が発光材料として優れた特性を有することを指摘した。3.原料としてZn,Hg,SeおよびZnSを用いるMBEにより、ZnHgSSe4元混晶のエピタキシャル成長に初めて成功した。この混晶ついて、格子定数を一定に保ちつつ禁制帯幅を変化させることが可能であることを明らかにし、ZnHgSSeから構成される格子整合したヘテロ接合をGaAs基板上に形成できることを示した。

The significant improvement of the characteristics of cyan semiconductor is pointed out, and the new GaAs lattice integration is proposed, and the basic physical properties of the new material growth technology are solved. The main results are as follows: 1. Zn, Hg and H_2Se in the raw materials were successfully synthesized by molecular alignment (MBE) on GaAs <1-X>substrates. The Hg composition depends on Hg/Zn ratio and H_2Se/Zn ratio when the substrate temperature is 170℃. The tendency of this phenomenon is to compare the coefficient of Zn with the coefficient of Zn in the film and to investigate the mechanism of Zn in the film. At present, the formation of Zn-Se bonds on the growth surface is believed to be promoted by Se atoms, Hg atoms and Se atoms. 2. Zn_<1-X>Hg_XSe films exhibit high optical properties at room temperature and above 35K. Hg composition increases in temperature and temperature, x=0-0.06, Hg composition increases in light emission, and Hg composition increases in light emission. The light emitting materials of Hg compounds have excellent properties. 3. The raw materials Zn,Hg,Se and ZnS were used in the initial stage of growth of MBE and ZnHgSSe. The crystal lattice is mixed, the lattice number is fixed, the inhibition band is changed, and the lattice integration is formed on the GaAs substrate.

项目成果

K.Hara: "Growth and Characterization of Wide Bandgap Zn_<1-X>Hg_XSe" Journal of Crystal Growth. (印刷中). (1995)

K.Hara：“宽带隙 Zn_<1-X>Hg_XSe 的生长和表征”晶体生长杂志（1995 年）。