GaN 系THz 帯量子カスケードレーザ構造の作製と自然放出光の観察

摘要

We study on terahertz-quantum cascade lasers (THz-QCLs) using Ill-Nitride semiconductors, for the realization of the unexplored frequency range 5-12 THz and the higher temperature operation on THz-QCLs. In this study, we fabricated GaN/AlGaN based QCL structures using a droplet elimination by thermal annealing (DETA) technique, and analyzed the structural and electroluminescence properties. We found that DETA is a useful technique which makes it possible not only to increase the number of periods in the QC structure, but also to improve the structural properties of the QC structure. Further, we successfully for the first time observed spontaneous electroluminescence due to intersubband transition with peaks at frequencies from 1.4 to 2.8 THz on the THz-QCL structures fabricated with using the DETA technique.%我々はテラヘルツ帯量子カスケードレーザ（THz-QZCL）における未踏周波数領域5-12THz 帯の開拓と動作温度の高温化を目指して、Ⅲ族窒化物半導体を用いたTHz-QCL の開発を行っている。今回、RF-MBE成長において熱処理による液滴除去（DETA）法を用いたGaN／AlGaN 系QCL 構造を作製し、その構造及び発光特性を評価した。その結果、DEIA法を適用することでQC構造の多周期化が可能になり、かつ構造特性が改善することが分かった。また、この方法を用いて作製したTHz-QCL 構造の電流注入において、1．4-2．8THz のサブバンド間遷移による自然放出光スペクトルの観察に初めて成功した。