タイプII量子井戸構造を用いた低温度依存性長波長帯レーザの研究

采用II型量子阱结构的低温依赖长波长激光器研究

基本信息

批准号：
08650020
负责人：
河村裕一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

タイプII量子井戸構造はバンドギャップより低エネルギーの発光が可能なため、長波長レーザへの応用が期待されるとともに、タイプII量子井戸構造特有の現象を利用した新機能発光素子が実現出来る可能性を有している。本年は以下の成果を得た。1)InAlAs/InPタイプII多重量子井戸(MQW)ダイオードにおいて従来と異なる新しいタイプの負論理型光双安定特性を初めて観測した。また、この双安定特性を説明するため、電子の共鳴トンネル効果に基づく光双安定性というモデルを提案した。ただしこの光双安定特性は50K以上では消滅するため、室温動作実現のためには、新しい材料系の検討が必要であることがわかった。2)上記双安定特性の高温動作実現を目的として、大きなバンド不連続を有するInAlAs/AlAsSbタイプII量子井戸構造を検討し、バンドギャップより低エネルギー側での発光を観測するとともに、時間分解フォトルミネッセンス測定により、この発光がバルクInAlAs層の発光より2桁以上長い発光寿命を有することを観測し、実際にタイプIIへテロ界面における発光であることを実験的に明らかにした。3)さらに長波長での発光が得られるInGaAs/GaAsSbタイプII量子井戸構造を検討し、InGaAs/GaAsSbシングルヘテロ構造において初めて波長2ミクロンのタイプII発光を観測することに成功した。また発光エネルギーから伝導帯バンド不連続値が0.41eVであることを明らかにした。

由于II型量子井结构可以以低于带隙的能量发出光，因此预计将应用于长波长激光器，并且它具有实现一种使用新功能的发光装置，该功能发光设备利用II型量子量井结构独有的现象。今年，我们获得了以下结果：1）首次在Inalas/INP II型多量子井（MQW）二极管中观察到了新型的负逻辑光学双重特征。此外，为了解释这种双重性能，我们提出了一个基于电子的共振隧道效应的模型，称为光学双重性。但是，由于这种光学双态性能在50k或更高的情况下消失，因此发现新的材料系统对于实现室温运行是必要的。 2）为了实现上述双态特征的高温运行，我们研究了具有较大带段的Inalas/Alassb II型量子井结构，并在带隙的较低能量侧观察到发射，并通过时间分辨的光发光测量值观察到，这种发射具有比两次发光相比，其散发量相比，该量更长于两次。层，并在实验上揭示了它实际上是在II型异源方面发射的。 3）此外，我们研究了INGAAS/GAASSB II型量子井结构，该结构允许长波长发射，并在INGAAS/GAASSB单个异质结构中首次在2微米的波长下成功观察到II型发射。还发现，与发光能量相比，传导带的不连续性值为0.41EV。