硫化亜鉛系格子整合ヘテロ構造を用いた紫外光半導体レーザの研究

硫化锌基晶格匹配异质结构紫外半导体激光器的研究

基本信息

批准号：
08750018
负责人：
市野邦男
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tottori 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

项目摘要

本研究においては、紫外光半導体レーザの構成材料として硫化亜鉛(ZnS)系半導体の分子線エピタキシ-成長を行うため、硫黄分子線の供給安定化がキ-ポイントである。そこで、本補肋金により、硫黄分子線セルの電源、温度コントローラ等の機材を購入し、硫黄分子線の供給安定化のための改良を行った。このように安定化した硫黄分子線を用い、ZnSおよびZnCdS、ZnMgS三元混晶の成長を行った。その結果、特にZnMgSの成長において、ZnS、Mgに加えて上記の安定化した硫黄分子線を用いることにより、得られる混晶半導体の組成の制御性が格段に向上し、基板であるCaPと格子整合する組成であるMg20%に再現性よく制御することが可能となった。また、同時に結晶品質も向上し、光学的評価に耐える品質のZnMgS、ZnCdS混晶が得られた。これらの混晶において、低温(10K)におけるフォトルミネッセンスの励起スペクトルを測定し励起子吸収のピークを観測した。そのエネルギーは、ZnS、Zn_<0.80>,Mg_<0.20>S、Zn_<0.94>Cd_<0.06>Sについてそれぞれ3.80eV、3.95eV、3.68eVとなった。ZnSについては従来の報告と一致する結果が得られ、GaPに格子整合するZn_<0.80>Mg_<0.20>SについてはZnSに対して0.15eV大きいバンドギャップを持つことが実験的に明らかになった。なお、当初計画における、格子整合による結晶の高品質化の確認、ZnCdS/ZnMgSダブルヘテロ構造の作製とキャリア・光閉じ込め構造の検証、ZnMgSのp型化と紫外光レーザ発振などには至っておらず、これらは今後の課題として引き続き研究を進める予定である。

在这项研究中，关键点是稳定硫分子束的供应，因为硫化锌（ZnS）的半导体是分子束外延植物，它是紫外线光学半导体激光器的组成材料。因此，使用这种补充肋骨，购买了硫分子束细胞的电源，温度控制器等，并进行了改进以稳定硫分子束的供应。使用如此稳定的硫分子束，生长Zns，ZnCD和ZnMGS三元混合晶体。结果，尤其是在种植ZnMGs时，使用上述稳定的硫分子束除Zns和MG外，获得的混合晶体半导体组成的可控性得到了极大的改进，从而使其与20％MG的组成控制了20％MG，这是与息肉搭配的，可与效率相匹配。此外，还提高了晶体质量，并获得了可以承受光学评估的ZnMG和ZnCDS混合晶体。在这些混合晶体中，测量了低温（10K）的光致发光的激发光谱，并观察到激子吸收的峰值。对于Zns，Zn_ <0.80>，mg_ <0.20> s和Zn_ <0.94> cd_ <0.06> s，能量为3.80 eV，3.95 eV和3.68 eV。结果与先前关于ZnS的报告一致，并且在实验上揭示了Zn_ <0.80> mg_ <0.20> s的晶格匹配与间隙相匹配的频带隙比Zns大0.15EV。此外，在原始计划中，我们尚未通过晶格匹配，ZnCDS/Znmgs双重异质结构的制造，验证载体和光限制结构，P型Znmgs以及Ultraviolet Light Lasers的振荡以及我们计划继续研究，我们计划继续研究。