AlGaN系量子井戸構造における構造最適化モデルの構築

AIGaN混晶半導体においてフォトルミネッセンス(PL)測定、時間分解PL測定、励起スペクトル測定を行い、励起子系光物性の評価を行った。まず、Si添加AIGaN混晶薄膜においてバンド端発光の偏光特性を評価した結果、これまでに報告されている値よりも高いAl組成比でバンド端発光における主な偏光成分がc軸偏光からc面内偏光へと入れ替わることが明らかとなった。この相違は、格子歪の違いを反映したものと考えられる。そこで、Si濃度の変化に伴い格子歪が変化することに注目し、偏光特性のSi添加濃度を調べた。その結果、Si濃度の増大に伴う格子歪の変化を反映してバンド端発光の主な偏光成分がc軸偏光からc面内偏光へと入れ替わることが明らかとなった。次に、高Al組成AlGaN混晶薄膜においてPLスペクトルの励起パワー密度依存性を測定した結果、局在励起子発光線の低エネルギー側に励起子分子と考えられる新たな発光線(XX)が観測された。このことを確認するために励起スペクトル測定を行った結果、励起子分子の2光子吸収ピークが明瞭に観測され、XX線が励起子分子発光線であることが確認された。励起子共鳴ピークと2光子吸収ピークのエネルギー差から励起子分子の結合エネルギーを導出したところ、GaNおよびAlNにおける励起子分子結合エネルギーよりも大きいことが分かった。この結果は、AlGaNにおける励起子分子の結合エネルギーがAl組成比に対して線形に変化せず、ボーイングを有することを示している。

AIGaN混晶半導体においてフォトルミネッセンス(PL)測定、時間分解PL測定、励起スペクトル測定を行い、励起子系光物性の評価を行った。まず、Si添加AIGaN混晶薄膜においてバンド端発光の偏光特性を評価した結果、これまでに報告されている値よりも高いAl組成比でバンド端発光における主な偏光成分がc軸偏光からc面内偏光へと入れ替わることが明らかとなった。この相違は、格子歪の違いを反映したものと考えられる。そこで、Si濃度の変化に伴い格子歪が変化することに注目し、偏光特性のSi添加濃度を調べた。その結果、Si濃度の増大に伴う格子歪の変化を反映してバンド端発光の主な偏光成分がc軸偏光からc面内偏光へと入れ替わることが明らかとなった。次に、高Al組成AlGaN混晶薄膜においてPLスペクトルの励起パワー密度依存性を測定した結果、局在励起子発光線の低エネルギー側に励起子分子と考えられる新たな発光線(XX)が観測された。このことを確認するために励起スペクトル測定を行った結果、励起子分子の2光子吸収ピークが明瞭に観測され、XX線が励起子分子発光線であることが確認された。励起子共鳴ピークと2光子吸収ピークのエネルギー差から励起子分子の結合エネルギーを導出したところ、GaNおよびAlNにおける励起子分子結合エネルギーよりも大きいことが分かった。この結果は、AlGaNにおける励起子分子の結合エネルギーがAl組成比に対して線形に変化せず、ボーイングを有することを示している。