高感度天体観測用サブミリ波検出器の開発

本開発研究の目的は、検出技術の遅れから天文観測が進んでいないサブミリ波帯で、高感度のフォトン検出器を開発することにある。開発の目標は波長200〜300μmに感度を持つGaAs光伝導型検出器である。GaAs光伝導検出器では、光に対する感度を持たせるためにn型不純物をドープするが、ここで意図しないp型の不純物濃度をいかに低く抑えられるかが、高感度検出器を開発できるかどうかの鍵となる。平成8年度から開始した液相エピタキシ成長装置は当初の予定から半年程遅れて平成9年8月に完成し、9月より超高純度を目指した結晶試作を開始することができた。平成10年3月までに9回の結晶試作が行われた。最初の試作では10^<16>cm^<-3>以上であった温度300Kでのキャリア濃度は9回めの試作結晶では10^<14>cm^<-3>以下にまで減少した。しかし77Kでの移動度は5×10^4cm^2/Vsec程度であり、これはキャリア濃度の減少がそのまま不純物の減少を意味しないことを示している。結晶成長工程の見直しにより、さらに高純度化の見通しが得られており、今後も開発を継続する。

本開発研究の目的は、検出技術の遅れから天文観測が進んでいないサブミリ波帯で、高感度のフォトン検出器を開発することにある。開発の目標は波長200〜300μmに感度を持つGaAs光伝導型検出器である。GaAs光伝導検出器では、光に対する感度を持たせるためにn型不純物をドープするが、ここで意図しないp型の不純物濃度をいかに低く抑えられるかが、高感度検出器を開発できるかどうかの鍵となる。平成8年度から開始した液相エピタキシ成長装置は当初の予定から半年程遅れて平成9年8月に完成し、9月より超高純度を目指した結晶試作を開始することができた。平成10年3月までに9回の結晶試作が行われた。最初の試作では10^<16>cm^<-3>以上であった温度300Kでのキャリア濃度は9回めの試作結晶では10^<14>cm^<-3>以下にまで減少した。しかし77Kでの移動度は5×10^4cm^2/Vsec程度であり、これはキャリア濃度の減少がそのまま不純物の減少を意味しないことを示している。結晶成長工程の見直しにより、さらに高純度化の見通しが得られており、今後も開発を継続する。