波長1.55μm帯GaInNAs/GaAsレーザに関する研究

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光通信用波長1.55μm帯レーザのGaAs基板上への形成が望まれる.窒素を含むGaInNAsやGaInAs量子ドットが有望だが,波長1.3μmを越えるレーザの実現には,結晶の発光効率の向上が必要である.本研究では,GaAs基板上マ波長1.3μmを越える発光材料の結晶成長特性と発光特性への影響解明を目的とした.本年は,自己形成量子ドットの発光効率向上のため,結晶成長時の表面エネルギーを変化させるサーファクタントを用いて,結晶歪による転移発生の抑制の可能性について検討を行った.Sbをサーファクタントとして用い,まず,GaInAsドット中への導入を行った.サーファクタントの効果による3次元成長の抑制効果により,量子ドット密度が急激に低減されることを見出した.一方,量子ドットのカバー層であるGaInAsへのSb導入では,発光効率の大幅な向上とともに,発光波長の長波長化を観測した.ドット形成時に,高歪ドット表面からのInの拡散が,Sbのサーファクタント効果により抑制され,ドットの縮小が抑制されたこと,また,サーファクタント効果により,カバー層によるドットへの応力が低減されたためと考えられる.これらの条件を元にInAsドットにSbを含むGaInAsカバー層を形成し,最長1.48μmの室温フォトルミネッセンスを得た.以上,本年は,Sbを用いてGaInAs量子ドットの長波長化と発光効率の向上を実現した.これまでに検討したGaInNAsとの組み合わせによる,GaAs基板上長波長レーザの実現の可能性を拓いた.