Mg 添加ZnO マイクロ薄膜の励起子結合エネルギーの算出と誘導放出利得スペクトルの測定

摘要

近年，我々はMg を微量添加しバンドギャップを増大させた酸化亜鉛薄膜(膜厚μm 以上)の室温励起子誘導放出過程が，非ドープZnO マイクロ粒子や薄膜の励起子-電子散乱とは異なり，励起子-励起子散乱に由来することを報告した。この違いはMg添加による励起子結合エネルギー(Eb)の増加によって生じると考えられる。しかし，Eb の値を実験的に測定するには至っていない。そこで，本研究では5–300 K の温度域で光学バンドギャップを求めることで，より精度よくEb を決定することを試みた。さらに，Mg 量の定量のため，共鳴ラマンスペクトルを測定すると共に，室温での光学利得を求めるためVSL (Variable Stripe Length)法によりゲインスペクトルを測定した。