希釈窒化物半導体ナノワイヤによる電流注入通信帯域レーザの開発

使用稀氮化物半导体纳米线开发电流注入通信波段激光器

基本信息

批准号：
20J23437
负责人：
行宗詳規
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J23437/
关键词：
ナノワイヤ化合物半導体希釈窒化物

项目摘要

本年度は発光波長の長波長化に着目した．前年度に引き続きSi基板上のSiO2膜にナノスケール開口部を作製した加工基板による実験とBiを添加した新材料ナノワイヤについての実験も行った．具体的に行ったことは以下の通りである．①昨年度作製した，加工基板上のGaNAsナノワイヤの詳細な構造分析を行った．その結果，ナノワイヤにみられる六角形構造とシェルの形成が確認できた．さらに，昨年報告した「Polytypism in GaAs/GaNAs core-shell nanowires」と同様に，ウルツ鋼構造の減少の再現性が確認できた．②Biを添加したGaNAsBiシェルを持つナノワイヤ成長を行った．その結果，室温で1350nmまでの長波長化に成功した．GaNAsで使用した温度ではBiが導入されないことが確認された．GaNAsBi層で低温成長を行うことによりBiが導入され，発光波長が長波長化した．また，Biを導入した時にこれまで起こっていた表面の乱れも確認された．Nのみでは1080nmまでの長波長化しかできなかったが，Biを加えることで大幅な長波長化に成功した．③前年度 Nのみを導入した試料を作製したため，本年度は加工基板上にInを添加したGaAs/GaInNAs/GaAsコア－シェルナノワイヤの成長を行った．また，成長レートを昨年度の1/3に設定し，より低レートでの成長を試みた．その結果，一部パターンにおいて，成長方向が一定で，パターン通りにナノワイヤが成長した．Inを添加したことによる長波長化が確認され，その発光波長は室温で最長1270nmであった．その発光強度は昨年の３倍となった．In添加時にみられた構造の乱れは，シェル成長時にAs供給量を増加させることで確認されなかった．昨年度よりも長波長化に成功し，1300nm帯のGaInNAsナノワイヤを実現した．

今年，我们的重点是增加发射波长。继去年之后，我们还进行了使用在Si基板上的SiO2膜上形成纳米级开口的加工基板的实验，以及使用含有Bi的新材料纳米线的实验。具体来说，我们做了如下。 ① 我们在去年准备的加工基板上对 GaN 纳米线进行了详细的结构分析。结果，证实了纳米线中看到的六方结构和壳形成。此外，与去年报道的“GaAs/GaNAs核壳纳米线的多型性”类似，我们证实了维尔茨钢结构还原的再现性。 ②生长具有Bi掺杂GaNAsBi壳的纳米线。结果，我们成功地将室温下的波长提高到了1350 nm。已证实在用于GaN的温度下未引入Bi。通过在GaNAsBi层中进行低温生长，引入Bi并且发射波长变得更长。此外，还证实了先前引入Bi时发生的表面扰动。单独使用 N 时，只能将波长增加到 1080 nm，但通过添加 Bi，我们成功地显着增加了波长。 ③由于去年我们制备了仅引入N的样品，今年我们在加工后的衬底上生长了In掺杂的GaAs/GaInNAs/GaAs核壳纳米线。另外，我们把增速定为去年的1/3，试图以较低的速度增长。结果，在一些图案中，生长方向是恒定的并且纳米线根据图案生长。经证实，通过添加In，波长增加，室温下最大发射波长为1270 nm。发光强度是去年的三倍。添加In时观察到的结构紊乱并没有通过增加壳生长期间提供的As量来证实。我们成功实现了比去年更长的波长，并实现了1300 nm波段的GaInNAs纳米线。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Molecular beam epitaxial growth of GaAs/GaNAsBi core?multishell nanowires

GaAs/GaNAsBi核的分子束外延生长？多壳纳米线

DOI：
10.35848/1882-0786/ac32a7
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.3
作者：
Okujima Masahiro;Yoshikawa Kohei;Mori Shota;Yukimune Mitsuki;Richards Robert D.;Zhang Bin;Chen Weimin M.;Buyanova Irina A.;Ishikawa Fumitaro
通讯作者：
Ishikawa Fumitaro

Molecular beam epitaxial growth of GaAs/GaNAsBi core?multishell nanowires

GaAs/GaNAsBi核的分子束外延生长？多壳纳米线

DOI：
10.35848/1882-0786/ac32a7
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.3
作者：
Okujima Masahiro;Yoshikawa Kohei;Mori Shota;Yukimune Mitsuki;Richards Robert D.;Zhang Bin;Chen Weimin M.;Buyanova Irina A.;Ishikawa Fumitaro
通讯作者：
Ishikawa Fumitaro

Polytypism in GaAs/GaNAs core?shell nanowires

GaAs/GaNAs核壳纳米线的多型性