AlN/GaN超格子を用いた1.2～1.6μm光通信波長帯サブバンド間吸収の観測

摘要

(GaN){sub}m/(AlN){sub}n超格子において、光通信波長帯をカバーする1.14～1.61μmにおけるサブバンド間吸収を観測し、系統的な評価を行った。試料はrfプラズマ励起窒素を原料とする分子線エビタキシー(rf-MBE)法を用いて(0001)面サファイア基板上に直接成長した。 超格子はGaN井戸層(m=2～10ML)とAlN障壁層(n～11ML)を90 周期有する構造とした。 厚さ4MLのGaN井戸層を有する試料において、1.14μmという短波長のISBT吸収が観測された。 この波長は、GaN/AlN超格子において理論的に予測される短波長限界に近い。 GaN井戸幅の増加とともに吸収ピーク波長は単調に長波長化し、井戸幅9.5MLキこおいて1.61μmとなった。 また、吸収波長1.54μmの試料における吸収スペクトルの半値全幅は61 meVと狭く、高品質な超格子構造の成長が確認された。