電子線励起法による窒化物半導体量子井戸構造を用いた深紫外レーザに関する研究

采用电子束激发法的氮化物半导体量子阱结构深紫外激光器研究

基本信息

批准号：
11J05168
负责人：
大音隆男
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

①高Al組成AIGaN/AIN量子井戸の光学利得特性光学利得特性を理解することは, 発振閾値の低減化などデバイスへの応用上非常に重要である. そこで, 励起長可変法を用いて光学利得特性の評価を行った. 励起長を変化させながら, 端面PLを測定した結果, 増幅された自然放出光(ASE)の観測に成功した. また, 様々なA1組成・井戸幅を持つAIGaN/AIN量子井戸の光学利得を測定した結果, 最大で140㎝^<-1>(Al組成79%, 井戸幅5nm)という大きな光学利得を得た. さらに, 光学利得の偏光依存性の評価を行った結果, TEモ一ドとTMモードの光学利得がAl組成80%程度で入れ替わることを実験的に初めて実証した. この結果は, AIN上にコヒーレントに成長したAIGaNの価電子帯が80%でスイッチングすることに起因している.②CLマッピング測定による高A1組成AIGaN/AIN量子井戸の励起子のダイナミクスの評価励起子の空間的なダイナミクスを直接的に観測するために, スイスのAttolightにて, CLマッピングの温度特性の評価を行った, 電子線をピンホールとガンレンズで収束した後, サンプルに照射した. 加速電圧は2kV, 照射電流は0.75nAに設定し, 温度は18Kから300Kの問で変化させて測定を行った. CLはNAが0.72の対物レンズで集光した後, 32cmの分光器およびCCDを用いて検出した. 18Kから温度を上げていくと, CL強度およびピークエネルギーの分布が広がり, 平均エネルギーが高エネルギー側にシフトすることから, 励起子が非局在化を反映した結果が得られた. 100Kからさらに温度を上げると, CL強度の分布が広がる一方で, 高エネルギー側の成分が減少して低エネルギー側に裾を引くことから, 高エネルギー側から低エネルギーへのキャリアの流れ込みを反映した結果が得られた. これらの結果は, 以前に報告したPLのと同じ傾向が得られていることからAIGaN/AIN量子井戸の励起子ダミクスにして統一的な見解が得られたと考えている.

1）AIGAN/AIN量子井的光学增益特性理解光学增益特性对于诸如降低振荡阈值之类的设备非常重要。因此，我们使用可变激发长度方法评估了光学增益特性。我们在改变激发长度的同时测量了边缘表面PL，并成功观察到了放大的自发发射（ASE）。此外，我们测量了具有各种A1组成和宽度宽度的AIGAN/AIN量子孔的光学增益，并获得了高达140cm^<-1>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 149％的大量较大（Al组合物为79％，宽度5nm）。此外，我们评估了光学增益的极化依赖性，并且首次在实验上证明TE模式和TM模式的光增益可以交换为Al组成的约80％。该结果表明，这是由于Aigan的价带相干生长为80％.2。通过CL映射测量值直接观察激子的空间动力学，评估高A1组成AIGAN/AIN量子井中激子动力学的评估，在瑞士Attolight上评估了CL映射的温度特性。用针孔和枪透镜收敛后，将样品受到辐照。加速度电压设置为2kV，辐照电流设置为0.75NA，温度从18K更改为300K。将CL聚焦为具有0.72的物镜镜头，然后使用32厘米光谱仪和CCD检测。随着温度从18K的升高，CL强度和峰值能量扩散的分布，平均能量向高能量侧移动，从而导致结果反映了激子的离域化。当温度从100K升高时，CL强度的分布会扩散，而高能侧的组件则降低并将其朝向低能侧，从而导致载体从高能量侧流到低能侧。这些结果提供了与先前报道的PL相同的趋势，因此，Aigan/Ain Ain量子井中的激子坝获得了统一的观点。