发明名称 采用磁性半导体之圆偏振光自旋半导体雷射及雷射光之发生方法
摘要 用的圆偏振光半导体雷射在圆偏振光度并不足够,对半导体搀杂以过渡金属原子,又于此等内藉由搀杂受主或施主而制作的p型及n型半金属磁性半导体、或采用对此等磁性半导体安装闸极并藉由电场效果,调整、控制铁磁性状态而制作的p型及n型半金属磁性半导体,利用电流注入可发生完全圆偏振光的雷射光之圆偏振光自旋半导体雷射。
申请公布号 TWI224410 申请公布日期 2004.11.21
申请号 TW092101751 申请日期 2003.01.27
申请人 独立行政法人科学技术振兴机构 发明人 吉田 博;佐藤 和则
分类号 H01S5/34 主分类号 H01S5/34
代理机构 代理人 游永谊 台北市大安区复兴南路二段三五三号二楼
主权项 1.一种采用磁性半导体之圆偏振光自旋半导体雷射,其特征在于由两面将以氧化锌(ZnO)、III-V族化合物半导体、或II-VI族化合物半导体为母体并包含过渡金属原子之磁性半导体而成的p型半金属铁磁性半导体及n型半导体铁磁性半导体而形成活性层之多量子阱予以挟持,藉由电流注入将已自旋极化的正孔及电子导入该活性层内,以使已圆偏振光的雷射光发生。2.如申请专利范围第1项之圆偏振光自旋半导体雷射,系于对各自的p型之半金属铁磁性半导体及n型之半金属铁磁性半导体内,介经源极、汲极及闸极绝缘体层并设置闸极,利用由闸极偏置而得电场效应。3.如申请专利范围第1项之圆偏振光自旋半导体雷射,系对各自的p型之半金属铁磁性半导体及n型之半金属铁磁性半导体内,设置电极。4.一种雷射光之发生方法,其特征在于采用申请专利范围第1至3项中任一项之圆偏振光自旋半导体雷射,使藉由施加负或正之电压制作的p型及n型半金属铁磁性半导体注入的顺方向已自旋极化的正孔及逆反方向已自旋极化的电子在活性层再结合,而使发生圆偏振光的雷射光发生。5.如申请专利范围第4项之雷射光之发生方法,系藉由改变施加电压控制p型半金属铁磁性半导体及n型半金属铁磁性半导体之自旋极化度,由而控制圆偏振光雷射发光之输出及偏光度。6.如申请专利范围第4项之雷射光之发生方法,系藉由改变各自设置于p型之半金属铁磁性半导体及n型之半金属铁磁性半导体上的源极及汲极间流动的自旋极化的正孔或电子之大小,可调整、控制圆偏振光雷射发光之输出。7.如申请专利范围第4项之雷射光之发生方法,系藉由施加外部磁场,控制发光波长。8.如申请专利范围第4项之雷射光之发生方法,系藉由控制施加电压,控制发光波长。9.如申请专利范围第4项之雷射光之发生方法,系对于活性层之附近的p型及n型领域之自旋、包覆层之势垒高度,采用超晶格构造,藉由控制此构造,控制发光波长。10.如申请专利范围第4项之雷射光之发生方法,系藉由于活性层之多量子阱之阱宽幅及闸极电压,改变电子自旋之g値,控制利用外部磁场可变的控制来自圆偏振光自旋半导体雷射之发光波长。11.一种雷射光之发生方法,其特征在于采用于各自的p型之半金属铁磁性半导体及n型之半金属铁磁性半导体上介经源极、汲极及闸极绝缘体层采用已设置闸极之上述的圆偏振光自旋半导体雷射,由源极朝汲极为对齐自旋注入的电子或正孔之自旋方向,源极系藉由层合薄膜之半金属铁磁性半导体及反铁磁性多层膜使磁区方向锁住。12.一种雷射光之发生方法,其特征在于采用于各自的p型之半金属铁磁性半导体及n型之半金属铁磁性半导体上介经源极,汲极及闸极绝缘体层采用已设置闸极之上述的圆偏振光自旋半导体雷射,由源极朝汲极为对齐自旋注入的电子或正孔之自旋方向,以半金属铁磁性半导体制作源极,为控制磁区方向,藉由铁磁性永久磁石使磁区方向锁住。图式简单说明:第1图系于本发明之圆偏振光自旋半导体雷射的活性层之能量图。第2图系表示由实施例1之电场效应栅极而得的价电子控制型之圆偏振光自旋半导体雷射的构造之模式图。第3图系表示实施例之圆偏振光自旋半导体雷射的振荡光谱图。第4图系表示实施例1之圆偏振光自旋半导体雷射的电流、输出特性之图。第5图系表示实施例2之电流注入型圆偏振光自旋半导体雷射之构造的模式图。第6图系表示实施例2之圆偏振光自旋半导体雷射的电、电流特性及圆偏振光输出、电流特性图。
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