II-VI族半導体量子細線の結晶成長と短波長可視光レーザーへの応用

II-VI族半导体量子线晶体生长及其在短波长可见光激光器中的应用

• 批准号: 08750024
• 负责人: 野村 一郎
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750024/
• 关键词: II-VI族半導体; MgZnCdSe; 量子細線; 短波長可視光レーザ; 分子線エピタキシ-法; ZnSe; CdSe超格子; 自己組織化; フォトルミネッセンス測定

本研究では、InP基板上MgZnCdSe II-VI族半導体を用いた量子細線の作製と短波長可視光レーザへの応用を目的として、MgZnCdSeの結晶成長及び物性評価からレーザを作製するための基礎的な条件について調べ、さらにZnSe/CdSe超格子による量子細線構造の自己組織化について検討した。以下に具体的な内容を示す。1.MgZnCdSeを分子線エピタキシ-法により成長し、低温フォトルミネッセンス(PL)法により評価を行った。その結果、15KにおけるMgZnCdSeの禁制帯幅のMg組成(x)依存性がEg=2.19+1.44xであることが分かった。また、ZnCdSe/MgZnCdSe量子井戸のPL測定による評価から、ZnCdSeとMgZnCdSeのエネルギーバンドオフセット比(ΔEc/ΔEg)が0.90であることが示された。2.MgZnCdSeの反射率測定より屈折率を見積り、屈折率のMg組成依存性を系統的に調べた。さらに求めた屈折率を用いて多層膜分布プラッグ反射鏡を設計し作製したところ、98%の高い反射率が実験的に得られた。このブラッグ反射鏡は面発光レーザ等の面型光デバイスへの応用が期待される。3.MgZnCdSe歪量子井戸レーザの特性を理論的に解析した。ここでは、歪量子井戸のエネルギーバンド構造をルッティンガーハミルトニアンを用いて計算し、これより発振波長やレーザ利得及びしきい値電流密度を求めた。4.ZnSe/CdSeの短周期超格子を作製し評価した。その結果、PL測定により得られたエネルギーバンド端がZnSe/CdSe超格子が単純な一次元の多層膜構造となっていると仮定した場合の計算値よりも低エネルギー側にシフトしていることが分かった。このことは、ZnSe/CdSe超格子において量子細線等の多次元構造が自己組織化より形成されていることを示唆している。

In this study, the MgZnCdSe II-VI family of semiconductors on InP substrates are fabricated by the use of optical quantum lines for short-wavelength optical transmission, the growth of MgZnCdSe crystals and the growth of physical properties are used as the conditional quantum lines and ZnSe/ CDSesuperlattice quantum lines to build their own structure. The following "specific" content "shows". 1.MgZnCdSe molecular line chromatography-method is used for growth, and low-temperature temperature spectroscopy (PL) method is used to analyze the temperature field. The results showed that the Mg was banned at 15K. The Mg component (x) was dependent on the Eg=2.19+1.44x profile. The Ec/ Δ Eg (Δ Ec/ Δ ratio) of ZnCdSeMgZnCdSe, ZnCdSeMgZnCdSe and ZnCdSeMgZnCdSe are measured by PL in the quantum well of Zinc and Zinc. The 2.MgZnCdSe reflectance measurement shows that the refractive index is active, and the flexural rate is Mg, which forms the critical mass of the dependent system. In order to calculate the discount rate, the multilayer film distribution reflectance device is used as the temperature sensor, and the reflectivity sensor is used for 98% high reflectivity measurement. Look forward to the reflection of the surface, the light of the surface, the light of the surface and so on. The "analytical theory" of the theory of properties of 3.MgZnCdSe crooked quantum wells. In order to improve the flow density, the calculation of the vibration wave length and the calculation of the vibration wave length are very useful. 4.ZnSe/CdSe "short-period superlattice" is used as a short-period superlattice. According to the results of the PL test, the results show that the results of the PL test show that the ZnSe/ CdSe superlattice is used to make the film in one step. Multi-element systems, such as ZnSe/ CDSE super-lattice transmission quantum lines, and so on, are used to organize their own systems to show that they are instigated.

项目成果

Ichirou Nomura: "Novel ZnCdSe/MgZnCdSe compound system grown on InP substrates by MBE and theoretical investigation of 550-640nm range ZnCdSe/MgZnCdSe lasers" Journal of Crystal Growth. 159. 11-15 (1996)

Ichirou Nomura：“通过 MBE 在 InP 衬底上生长的新型 ZnCdSe/MgZnCdSe 化合物系统以及 550-640 nm 范围 ZnCdSe/MgZnCdSe 激光器的理论研究”《晶体生长杂志》。

Toshihiro Morita: "Molecular beam epitaxial growth of MgZnCdSe on (100) InP substrates" Journal of Electronic Materials. 25. 425-430 (1996)

Toshihiro Morita：“MgZnCdSe 在 (100) InP 衬底上的分子束外延生长”《电子材料杂志》。

Toshihiro Morita: "Refractive index measurements of MgZnCdSe II-VI compound semiconductors grown on InP substrates and fabrications of 500-600 nm range MgZnCdSe distributed Bragg reflectors" Journal of Applied Physics. (1997)

Toshihiro Morita：“在 InP 衬底上生长的 MgZnCdSe II-VI 化合物半导体的折射率测量以及 500-600 nm 范围 MgZnCdSe 分布式布拉格反射器的制造”《应用物理学杂志》。