希土類添加半導体の励起・緩和機構の解明と波長超安定発光デバイス高性能化への応用

阐明稀土掺杂半导体的激发/弛豫机制及其在高性能超稳定发光器件中的应用

• 批准号: 18360150
• 负责人: 藤原 康文
• 金额: $ 10.87万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-18360150/
• 关键词: 秩序制御; 高次機能; 発光ダイナミクス; 局所構造制御; 希土類元素

本研究では「電流注入による希土類発光準位を介する誘導放出」を用いた波長超安定新規半導体レーザを実現することに最終目標を設定する。高品質な希土類元素添加III-V族半導体の作製には、既に我々のグループで構築している原子レベル制御不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法を基盤としており、高い発光効率を示すように設計された希土類原子周辺局所構造を選択的に作り込むことが可能である。)を用いる。本年度は、発光デバイス性能をより一層向上させる指針を得るために一旦、物性研究に立ち返り、「完全秩序制御」されたEr原子周辺局所構造におけるErイオンの励起および緩和機構を理解することに研究の焦点を定めた。得られた知見を以下にまとめる。(1)非平衡キャリアダイナミクスをより定量的に調べるために、ポンプ・プローブ光透過率測定系を新たに構築した。Er添加特有の早い緩和成分を見出し、GaAs:Er,0においてより顕著であることを明らかにした。(2)Er添加濃度が極めて低いGaAs:Er,0(1x10^<17>cm^<-3>程度)を作製し、Er発光特性を調べた。その励起フォトンフラックス依存性よりEr光励起断面積を見積もったところ、これまでの最大値2x10^<-15>cm^2を得た。(3)Er発光強度の測定温度依存性を調べたところ、40Kより低温側でEr発光強度が増大する新奇な現象を見出した。この現象はGaAsバンド端でのC発光と強い相関を示しており、Cアクセプターから放出された正孔に起因するオージェ機構によることを明らかにした。

This study で は "current injection に よ る greek-turkish class 発 light must a を interface す る induced released" を with い た wavelength ultra stable new rules on semiconductor レ ー ザ を be presently す る こ と に ultimate goal set を す る. High quality な greek-turkish class element to add III - V semiconductor の cropping に は, both に I 々 の グ ル ー プ で build し て い る atomic レ ベ ル suppression impurity content added technology (organic metal 気 phase エ ピ タ キ シ ャ ル method (OMVPE) を base plate と し て お り, high い 発 を light working rate in す よ う に design さ れ た greek-turkish class atom weeks 辺 bureau structure を sentaku に To make 込む 込む とが may be である. Youdaoplaceholder0 uses を る. This year は 発 light デ バ イ ス performance を よ り layer upward さ せ を る Pointers to る た め に once, physical property research に ち to return り, suppression "complete order" さ れ た Er atomic weeks 辺 bureau structure に お け る Er イ オ ン の wound up お よ び mitigate agency を understand す る こ と に research focus の を set め た. The following にまとめる is known by られた. (1) nonequilibrium キ ャ リ ア ダ イ ナ ミ ク ス を よ り quantitative に adjustable べ る た め に, ポ ン プ · プ ロ ー ブ light transmittance measurement system を new た に build し た. Er unique の い early moderate add を see し, GaAs: Er, 0 に お い て よ り 顕 the で あ る こ と を Ming ら か に し た. (2) Er add concentration が め extremely low て い GaAs: Er, 0 (1 x10 ^ < > 17 cm ^ < - > 3) を as し, Er 発 characteristics を light tones べ た. そ の wound up フ ォ ト ン フ ラ ッ ク ス dependency よ り Er を wound up the broken area of light product も っ た と こ ろ, こ れ ま で の maximum nt 2 x10 ^ < - > 15 cm ^ 2 を た. (3) Er 発 light intensity の measurement temperature dependence を べ た と こ ろ, 40 k よ り low temperature side で Er 発 light intensity が raised large す る novel を な phenomenon shows し た. こ の phenomenon は GaAs バ ン ド end で の C 発 strong light と い phase masato を shown し て お り, C ア ク セ プ タ ー か ら release さ れ た is hole に cause す る オ ー ジ ェ institutions に よ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Ultrafast relaxation process of photoexcited carriers in Er-doped GaAs

Er掺杂GaAs中光生载流子的超快弛豫过程

• 发表时间: 2006
• 期刊: Extended Abstracts of the 25th Electronic Materials Symposium
• 作者: 吉田貴則;松浦祐司;K.Nakamura;S.Takemoto;K.Hidaka;S.Takemoto
• 通讯作者: S.Takemoto

Direct observation of trapping of photoexcited carriers in Er,O-codoped GaAs

直接观察 Er,O 共掺杂 GaAs 中光生载流子的捕获

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B 376-377
• 作者: M.de Boissieu;S.Francoual;Y.Kaneko;T.Ishimasa;K.Nakamura
• 通讯作者: K.Nakamura

Oxygen concentration dependence of Er optical excitation cross section in Er,O-codoped GaAs

Er,O 共掺杂 GaAs 中 Er 光激发截面的氧浓度依赖性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Extended Abstracts of the 25th Electronic Materials Symposium
• 作者: M.de Boissieu;S.Francoual;Y.Kaneko;T.Ishimasa;K.Nakamura;S.Takemoto;K.Hidaka;T.Tokuno
• 通讯作者: T.Tokuno

Magnetic properties of Er,O-codoped GaAs at low temperature

Er,O共掺杂GaAs的低温磁性能

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica Status Solidi (c) 3(12)
• 作者: M.de Boissieu;S.Francoual;Y.Kaneko;T.Ishimasa;K.Nakamura;S.Takemoto
• 通讯作者: S.Takemoto

Photoluminescence properties of Er,O-codoped GaAs grown by organometallic vapor phase epitaxy using Er(DPM)_3

Er(DPM)_3 有机金属气相外延生长的 Er,O 共掺杂 GaAs 的光致发光特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Extended Abstracts of the 25th Electronic Materials Symposium
• 作者: M.de Boissieu;S.Francoual;Y.Kaneko;T.Ishimasa;K.Nakamura;S.Takemoto;K.Hidaka
• 通讯作者: K.Hidaka