高効率 THz 波発生のための両性不純物 Ge 添加 GaSe 結晶の液相成長

摘要

我々は蒸気圧制御温度差液相成長法により THz 波光源用 GaSe の結晶成長を行っている。GaSe 結晶は高い非線形光学定数と複屈折性を有していることや、励起光と発生するTHz 波の周波数帯における透過周波数範囲が広いことから、差周波発生に用いることで高効率な THz 波光源となることが期待される。今回、低周波 THz 帯での自由キャリア吸収を抑制するために、両性不純物元素である Ge を添加した GaSe 結晶を成長した。Ge は GaSe の禁制帯内にドナーまたは深いアクセプター準位を形成し、自由キャリアの再結合及び削減を促すと考えられる。成長した結晶に対してはホール効果測定と高精度 XRD 測定を行い、添加した Ge がキャリア密度や移動度、格子定数に与える影響を考察する。