発振波長の低い温度依存性を有するGaAsBiレーザダイオードの実現

摘要

半導体半金属混晶GaAs_(1-x)Bi_xは，Bi混入によって禁制帯幅（E_g）の減少や，E_gの低い温度依存性を示し，発振波長が温度に依存しない光通信用半導体レーザの実現が期待される。分子線エピタキシャル（MBE）法を用いて，GaAs基板にコヒーレント成長する高品質な高Bi組成GaAs_(1-x)Bi_xを成長した。Bi組成9.5％のGaAs_(0.905)Bi_(0.905)薄膜から，室温において通信波長帯である1.3μmでのホトルミネセンス（PL）が得られ，かつ，発光強度の劣化は見られなかった。利得導波路型GaAs_(1-x)Bi_xレーザダイオード（LDs）を試作し，最大1045nmでの室温レーザ発振を実現した。GaAs LDの発振波長の温度依存係数0.37nm/Kに対し，GaAs_(0.97)Bi_(0.03) LDの温度依存係数は0.17nm/Kであった。活性層にGaAs_(1-x))を適用することで，発振波長が低い温度依存性を有する半導体レーザを実現した。