GaAs基板上におけるGaInNAs結晶の高品質分子線エピタキシー成長

GaInNAs 晶体在 GaAs 衬底上的高质量分子束外延生长

• 批准号: 06F06129
• 负责人: 近藤 正彦
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06129/
• 关键词: GaInNAs; 半導体レーザ; AlAs; 活性窒素; 分子線エピタキシー; 結晶性; フォトルミネッセンス

研究代表者(受入研究者)は、1995年にGaInNAs(ガリウム・インジウム・窒素・ひ素=ゲイナスと略称)という新しい半導体材料を提案し、その実現に努めた。本材料は、半導体レーザの活性層材料として理想的なバンド構造をもち、現状の半導体レーザの課題を克服できる。研究代表者の研究室では、現在、「2次元フォトニック結晶を用いる光集積回路の開発」を主要研究テーマとしている。そこでは、レーザの活性層にGaInNAsを、スラブ導波路のガイド層にAlAsを選択酸化させたAlO_x、(アルミナ)を用いる。その為、AlAs層上に高品質GaInNAs層を結晶成長させなくてはならない。GaInNAsを結晶成長させるには超活性な窒素原料が必須であるが、結晶成長装置内に存在するAlと反応することにより意図しないAlの混入が発生し、GaInNAsの結晶性を低下させてしまう問題がある。外国人特別研究員のWu Shu Dong君は、中国科学院の物理研究所においてVG社製分子線エピタキシー(MBE)装置の操作経験を有する。昨年度、Wu Shu Dong君は、研究代表者研究室のアネルバ社製MBE装置の操作に習熟した。その後、GaInNAsの結晶成長条件の最適化を行った。本年度は、AlがGaInNAsへ与える悪影響を系統的に調べその打開策を探った。混入するAlの濃度はN_2ガス流量のみに依存し、RF電力には影響されなかった。Alの混入に対応したC,0などMBEチャンバー中の不純物の混入も観測された。それらの複雑な相互作用が、結晶の品質劣化やドーピングコントロールを困難にさせる事が考えられる。今後は、得られた知見をもとに、AlAs層上への高品質GaInNAsの結晶成長技術を確立する。

Research representatives (researchers) は, 1995 に GaInNAs (ガ リ ウ ム · イ ン ジ ウ ム, smothering element, element ひ = ゲ イ ナ ス と for short) と い う new し い を proposal し semiconductor materials, そ の be に now Mr め た. This material は, semiconductor レ ー ザ の active material と し て ideal な バ ン ド tectonic を も ち, status quo の semiconductor レ ー ザ の subject を overcome で き る. Research representatives の laboratory で は, now, "two dimensional フ ォ ト ニ ッ ク crystallization を with い る light set integrated circuit の 発" を research テ ー マ と し て い る. そ こ で は, レ ー ザ の active layer に GaInNAs を, ス ラ ブ guided wave road の ガ イ ド layer に AlAs を sentaku acidification さ せ た AlO_x, (ア ル ミ ナ) を with い る. Youdaoplaceholder0 そ is the に high-quality GaInNAs layer を on the AlAs layer, which crystallizes and grows させなくて を ならな ならな ならな. GaInNAs を crystal growth さ せ る に は super active な smothering element material が must で あ る が に exist within, crystal growth equipment す る Al と anti 応 す る こ と に よ り meaning 図 し な い Al の mixed with が 発 し, GaInNAs の crystalline を low さ せ て し ま う problem が あ る. Special Researcher for Foreigners <s:1> Wu Shu Dong jun <e:1>, にお にお て て of the institute of physics, Chinese Academy of Sciences を operation experience of the vG-made molecular line エピタキシ エピタキシ (MBE) device <e:1> する する. Last year, Mr. Wu Shu Dong, research representative laboratory <s:1> アネ バ バ バ バ operation に of the community-made MBE device <e:1> was proficient in <s:1> た. After そ そ, the optimization of the growth conditions <s:1> for GaInNAs <s:1> crystallization を rows った. This year, が, Alが, GaInNAsへ and える悪 have explored the に modulation べそ <s:1> opening strategies を that affect the を system. The mixture of するAl <s:1> concentration <e:1> N_2ガス flow rate <e:1> みに is dependent on <s:1>, RF power に <s:1> affects されな った った った. When Al <s:1> is mixed into に, the impurity of <s:1> in 応 たC,0な <s:1> MBEチャ バ バ バ <e:1> is mixed into <s:1> 観 to test された. そ れ ら の complex 雑 な interaction が や, crystallization の degradation (ド ー ピ ン グ コ ン ト ロ ー ル を difficult に さ せ る matter が exam え ら れ る. In the future, <s:1>, the knowledge of られた will be obtained を とに とに とに, and the high-quality GaInNAs <s:1> crystallization growth technology on the AlAs layer を will be established する.

项目成果

Nitrogen Gas Flow Driven Unintentional Incorporation of Alduring the Growth of Dilute Nitride Semiconductor by Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy

氮气流驱动的无意掺入促进等离子体辅助分子束外延生长稀氮化物半导体

• 发表时间: 2008
• 期刊: Applied Physics Express 1
• 作者: S.D. Wu;M. Kato;M. Uchiyama;K. Higashi;F. Ishikawa;and M. Kondow
• 通讯作者: and M. Kondow

Effect of the unintentional incorporation of Al during the molecular beam epitaxial growth of GaInNAs quantum well

GaInNAs 量子阱分子束外延生长过程中无意掺入 Al 的影响

• 期刊: Physica Status Solidi (c) (印刷中)
• 作者: S.D. Wu;M. Kato;M. Uchiyama;K. Higashi;F. Ishikawa;and M. Kondow
• 通讯作者: and M. Kondow

Passivation of the Impact of Aluminum for the Growth of High Optical Quality GaInNAs by Molecular Beam Epitaxy

铝的钝化对分子束外延生长高光学质量 GaInNA 的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: S.D. Wu;M. Kato;M. Uchiyama;K. Higashi;F. Ishikawa;and M. Kondow
• 通讯作者: and M. Kondow

Experimental study on hydrostatic and shear deformation potential in GaInNAs alloys using piezoelectric photothermal spectroscopy

利用压电光热光谱法研究 GaInNAs 合金的静水压和剪切变形势

• 期刊: Physical Review B (印刷中)
• 作者: T. Ikari;S. Fukushima;and Y. Ohta;A. Fukuyama;S.D. Wu;F. Ishikawa and M. Kondow
• 通讯作者: F. Ishikawa and M. Kondow