高指数面基板上高密度短周期超格子量子ドット構造の赤外域レーザへの応用に関する研究

高折射率衬底上高密度短周期超晶格量子点结构在红外激光器中的应用研究

• 批准号: 02J04865
• 负责人: 森 淳
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J04865/
• 关键词: 半導体量子ドット; InP(411)面; 短周期超格子成長; GaAs; InAs; ガスソースMBE; 赤外発光; 量子ドットレーザ; STM

InP(411)A基板上GaAs/InAs短周期超格子成長自己形成量子ドット構造に対して、1.3、1.5μm帯両方でのレーザ発振を目指して研究を進めた。これまでに、InAs層の厚さを変えることで、超格子ミニバンドの高さを変えることができ、超格子の数(成長方向のドット層の厚さに対応する)を変えることにより、成長方向での量子閉じ込めを変えることができる。全て室温で強い発光が得られ、1.3μmから1.6μmへと波長を制御して長波長化することができている。また、レーザ発振の前準備として、超格子の数が3、6で、GaAs層の厚さ、InAs層の厚さを2MLとし、InP10nmの障壁層で挟んだ多重量子ドット構造を活性層とし、p型、n型InP 1μmでクラッドしたダイオード構造を作製した。室温でEL (Electroluminescence)発光が得られ、EL発光波長も、超格子の数3のものは、1.3、6のものは、1.5μmと、両方で強い発光が得られている。今まで、GaAs(311)A基板上GaP/InP短周期超格子成長自己形成量子ドット構造と同じような、密度10^<11>/cm^2、周期20nm程度の量子ドットがInP(411)A上のものに対しても形成されているという仮定のもとで、研究を行ってきた。しかし論文にて発表したSTM像(Jpn.J.Appl.Phys. 40 (6B) (2001) L586-L588)は、ドットの確認に対して誠に不十分なものであった。研究の最終年度である今年度は、STMによる量子ドットの自己形成の確認に心血を注いだ。その結果、密度10^<11>/cm^2、周期10から15nmの量子ドットが形成されていることを確認できた。また、表面で測定できるポテンシャルの大きさが、ドットの中心では小さく、それ以外では大きいことが観察された。これは、10から15nmというInP(411)A基板上GaAs/InAs短周期超格子成長自己形成量子ドットに、電子が閉じ込められているということを示している。発光デバイスとしての特性は、2004年5月に鹿児島で開催されるInternational Conference on Indium Phosphide and Related Materialsで口頭発表の予定である。また、本研究の内容は、現在投稿中の論文にて発表予定である。

GaAs/InAs short-period superlattice growth on InP(411)A substrate forms its own quantum structure. The thickness of the InAs layer is changed, the height of the superlattice layer is changed, and the number of the superlattice layer (the thickness of the InAs layer in the growth direction is changed) is changed, and the quantum closure in the growth direction is changed. All room temperature intense luminescence is obtained at wavelengths ranging from 1.3μm to 1.6μm and at wavelengths ranging from 1.3μm to 1.6μm. The preparation for the vibration of the active layer, the number of superlattices is 3 or 6, the thickness of the GaAs layer is 2ML, the thickness of the InAs layer is 10nm, and the structure of the active layer, the p-type and n-type InP is 1μm. EL (Electroluminescence) emission at room temperature, EL emission wavelength, number of superlattice 3, 1.3, 6, 1.5μm, square intensity, light emission. GaP/InP short-period superlattices grow on GaAs(311)A substrates to form quantum structures with a density of 10^<11>/cm^2 and a period of 20nm on InP(411)A substrates. Jpn. J. Appl.Phys. 40 (6B) (2001) L586-L588). The final year of the study is the year of STM, the year of STM, and the year of STM. The result is that the density is 10^<11>/cm^2, the period is 10 ^/cm^2, and the quantum dot is formed. The surface of the body is measured in the center of the body, and the surface is measured in the center of the body. GaAs/InAs short-period superlattice grows on InP(411)A substrate to form quantum dots and electrons. In May 2004, the International Conference on Indium-Phosphide and Related Materials was held in Kagoshima. The content of this study is currently submitted to the paper.