次世代光源開発に資する窒化物系混晶半導体サブギャップ領域の光・熱物性制御指針解明

阐明控制氮化物基混晶半导体子带隙区域的光学和热性能的指南，有助于下一代光源的开发

• 批准号: 22K04956
• 负责人: 今井 大地
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04956/
• 关键词: 窒化物半導体; 光吸収; サブバンドギャップ; AlInN; 面発光レーザー; 半導体レーザー; 深い準位; 吸収係数

LD動作時の光吸収損失や熱発生の根源となるためその制御が重要でありながら、窒化物系混晶半導体薄膜のサブギャップ領域の電子状態を介して起こる光吸収や熱発生過程には不明な点が多い。本研究では申請者が科研費若手研究(20K15182)で提案した微小な吸収係数の定量評価手法を更に発展させ、サブギャップ領域における光吸収過程（吸収係数）とそれに伴う熱発生過程の解析、更には熱輸送過程（熱伝導率）を定量評価する手法を構築し、LD素子内部での光吸収や熱発生の本質的制御指針の解明を目指す。令和4年度は、光熱偏向分光(PDS)法を中心に青・緑色面発光レーザーの多層膜反射鏡材料であるAlInN混晶薄膜におけるサブギャップ吸収過程の解析を進め、PDS法による吸収係数測定精度の検討、AlInN混晶においてサブギャップ吸収を引き起こす起源の解析を進めた。また熱輸送過程に関して、PDS信号の位相成分を熱拡散方程式に基づくモデルにより解析することで熱伝導率の解析に取り組んだ。

虽然它的控制很重要，因为它是 LD 操作期间光吸收损失和热量产生的来源，但通过氮化物基混晶半导体薄膜的子带隙区域的电子状态发生的光吸收和热量产生过程是未知的点有很多。本研究进一步发展了科研补助金（20K15182）中提出的微小吸收系数定量评价方法，分析了亚间隙区域的光吸收过程（吸收系数）以及相关的光吸收过程。我们将开发一种定量评估热传输过程（热导率）的方法，旨在阐明 LD 元件内部光吸收和发热的基本控制准则。 2020财年，我们将重点研究光热偏转光谱（PDS）方法，分析用于蓝色和绿色表面发射激光器的多层反射器材料AlInN混合晶体薄膜的亚能隙吸收过程，并使用PDS测量吸收系数我们研究了 AlInN 混合晶体中亚能隙吸收的准确性并分析了其来源。关于热传输过程，我们还通过使用基于热扩散方程的模型分析PDS信号的相位分量来分析热导率。