DE69201336T2

DE69201336T2 - Halbleiterlasermaterial aus einer festen Lösung und Laservorrichtung.

Info

Publication number: DE69201336T2
Application number: DE69201336T
Authority: DE
Inventors: Seishi Abe; Katashi Masumoto; Katsumi Mochizuki; Naoji Nakamura
Original assignee: Research Institute of Electric and Magnetic Alloys
Current assignee: Research Institute of Electric and Magnetic Alloys
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: DE69201336D1; JPH0590701A; EP0535594B1; JP3165191B2; EP0535594A1; US5323410A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Festphasen- Halbleiterlaserelement-Material, welches aus einem Festphasen-Halbleiter besteht, der die allgemeinen chemischen Formeln, die in den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4 offenbart sind, aufweist und der innerhalb eines weiten Infrarot-Wellenlängenbereichs von 0,4 - 8 um oszilliert und in der Nähe einer Raumtemperatur betrieben werden kann, und ein Laserelement unter Verwendung dieses Materials.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Festphasen- Halbleiterlaserelement-Material bereitzustellen, mit dem man ein Halbleiterlaserelement herstellen kann, welches in einem Infrarot-Wellenlängenbereich von 0,4 - 8 um oszilliert, die Wellenlänge verändert und in der Nähe einer Raumtemperatur betrieben werden kann, insbesondere ein Laserelement, welches eine Zweifachheterostruktur mit Gitteranpassung oder eine Quantum Well Struktur mit Gitteranpassung aufweist.
Die Struktur eines Halbleiterlaserelements wird erklärt unter Bezugnahme auf Fig. 1. Die Fign. 1(A) und 1(B) zeigen jeweils ein Zweifachheterostruktur-Laserelement mit Gitteranpassung und ein Quantum Wellstruktur-Laserelement mit Gitteranpassung, bei dem ein Laserstrahl von einer aktiven Schicht 2, die mit den Verkleidungsschichten 1, 1 in Sandwich-Technik aufgebaut ist, in Pfeilrichtung emittiert wird, wenn ein Strom durch eine Elektrode 3 fließt.
Im Falle eines Halbleiterlaserelements unterscheidet sich ein Laserstrahl kaum von dem anderer Gaslaser, so daß vor kurzem versucht wurde, die Lichtausbeute eines Lasers durch eine komplizierte Struktur zu erhöhen, bei der eine aktive Schicht in eine Barrierenschicht 4 und einen Quantum Well 5 aufgeteilt wird, wie in Fig. 1(B) gezeigt ist.
Als eine Aufgabe, die für den obenbeschriebenen Halbleiterlaser gefordert wird, ist es wichtig, eine Betriebstemperatur zu erhöhen und gute Verbindung zwischen einer Verkleidungsschicht und einer aktiven Schicht zu haben.
Bekannte Materialien als eine aktive Schicht und eine Verkleidungsschicht eines Halbleiterlaserelements, welches Laserstrahlen mit variabler Wellenlänge innerhalb eines Infrarot-Wellenlängenbereichs von 0,4 - 8 um emittiert, sind Hg1-aCdaTe, in der 0< a≤1 ist, als eine Halbleiterverbindung der Gruppe II-VI, InAs oder InSb als eine Halbleiterverbindung der Gruppe III-V und jede Art von Halbleiterverbindungen der Gruppe IV-VI.
Vom Gesichtspunkt hoher Betriebstemperatur und dem Grad der Wellenlängenvariabilität aus gesehen wird die Halbleiterverbindung der Gruppe IV-VI als das am besten verwendbare Material der obengenannten Halbleiter angesehen, und bisher waren Pb1-aCdaS1-bSeb oder Pb1-a EuaTe1-bSeb und dergl. als ein quaternärer Bleisalz-Festphasen-Halbleiter bekannt.
Ein Laserelement wird gebildet, indem eine Verkleidungsschicht auf Pb1-aCdaS1-bSeb oder Pb1-aEuaSebTe1-b als Zweifachheterostruktur aufgebracht wird, wobei die Ladungsträger und die Gitterkonstante der Verkleidungsschicht und der aktiven Schicht im wesentlichen übereinstimmen und eine aktive Schicht durch ein Element, ausgewählt aus der Gruppe von PbS und Pb 1-aEua SebTe 1-b, gebildet wird. Die Betriebstemperaturen sind jeweils 200 und 241 K, werden aber erreicht durch gepulsten Betrieb, und sie haben weiteren Nachteil, der durch kontinuierliche Oszillation erniedrigt wird und diese können praktisch nicht verwendet werden.
Um eine Betriebstemperatur der obenbeschriebenen Halbleiterlaser vom Injektionstyp zu erhöhen, ist es im allgemeinen erwünscht, daß ein Laserelement als Zweifachheterostruktur mit Gitteranpassung oder Quantum Wellstruktur mit Gitteranpassung gebildet wird, daß jede Gitterkonstante von Ladungsträger und Verkleidungsschicht und aktiver Schicht übereinstimmen, und daß ein Bandabstand der Verkleidungsschicht größer ist als der der aktiven Schicht und sein Unterschied hinreichend groß ist. Jedoch, entweder bei Pb1-aCdaS1-bSeb oder bei Pb1-aEuaSebTe1-b, ist sein Unterschied klein, so daß die niedrige Betriebstemperatur nachteilig ist.
Im Falle der Herstellung eines Laserelements als Zweifachheterostruktur mit Gitteranpassung oder Quantum Wellstruktur mit Gitteranpassung ist es erforderlich, ein Laserelement durch Vereinigung von Materialien mit einem höheren Bandabstand der Verkleidungsschicht als dem Bandabstand einer aktiven Schicht und deren großem Unterschied und im wesentlichen gleichen kristallinen Strukturen und Gitterkonstanten herzustellen. In einer allgemeinen chemischen Formel von Pb1-aCdaS1-bSeb oder Pb1-aEuaSebTe1-b einer quaternären festen Lösung, welche eine kristalline Struktur vom Steinsalztyp hat, werden Materialien mit verschiedenen Bandabständen und im wesentlichen gleichen Gitterkonstanten erhalten durch getrennte Kontrolle der Zusammensetzung (a) eines Elements von Cd oder Eu und der Zusammensetzung (b) eines Elements von Se, so daß es möglich ist, ein Laserelement durch deren Vereinigung zu bilden.
Jedoch im Falle der tatsächlichen Herstellung eines Laserelements kann eine große Menge der festen Lösung der Pb Serie nicht erwartet werden aus der Begrenzung wie Herstellungsbedingung und dergl., und eine quaternäre feste Lösung wird gegenwärtig hergestellt durch eine sehr kleine Menge der festen Lösung. Bei den obenbeschriebenen Materialien, welche bei 200 K und 241 K gepulst betrieben werden, wird verstanden, daß die Zusammensetzungen (a) von Cd und Eu in der obigen quaternären festen Lösung jeweils 0,05 und 0,018 sind, und eine Geschwindigkeit der festen Lösung zu Pb ist klein. Deshalb ist, bei der Herstellung derselben als Strahlverkleldungsschicht, ein Unterschied zwischen Bandabständen einer Verkleidungsschicht und einer aktiven Schicht sehr klein, wie z. B. 0,18 (eV) bei 300 K als oberstem Wert, 0,094 (eV) bei 241 K, und ein Laserelement mit einer hohen Betriebstemperatur kann nicht erhalten werden.
Das Bedürfnis nach einem höchst ergiebigen Laserelement hat seit kurzem zugenommen, und es ist besonders wichtig, ein Festphasenlaserelement zu entwickeln, welches in der Nähe einer Raumtemperatur betrieben werden kann. Das heißt, um eine Betriebstemperatur eines Halbleiterlasers zu erhöhen, ist es eine dringende Aufgabe, einen neuen Festphasenhalbleiter zu erhalten, bei dem die Verkleidungsschicht einen größeren Bandabstand als die aktive Schicht und einen hinreichend großen Unterschied derselben aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird gemacht, um besagten Nachteil zu umgehen, indem die obigen Punkte in Betracht gezogen werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Studien durchgeführt und entdeckt, daß diese Probleme gelöst werden können durch eine Festlösung von Ca in Pb. Die Charakteristika der vorliegenden Erfindung sind wie folgt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Festphasen-Halbleiterlaserelement-Materials der allgemeinen chemischen Formel
Pb1-xCaxx
in der 0< x≤0,5 ist, X ist entweder S oder S und Se und/oder Te.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Festphasen-Halbleiterlaserelement-Materials der allgemeinen chemischen Formel
Pb1-x(Ca1-yYy)xX
in der 0< x≤0,5, 0< y< 1, X entweder S oder S und Se und/oder Te, Y Sr und/oder Ba ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Festphasen-Halbleiterlaserelement-Materials der allgemeinen chemischen Formel
Pb1-xCaxS1-zSez
in der 0< x≤0,4, 0≤z≤1 ist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Festphasen-Halbleiterlaserelement- Materials der allgemeinen chemischen Formel
Pb1-x(Ca1-ySry)xS
in der 0< x≤0,5, 0≤y< 1 ist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Laserelements, bei dem besagtes Material als eine Verkleidungsschicht und/oder als eine aktive Schicht verwendet wird.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Zweifach-Heterostruktur-Laserelements, bei dem ein Material als eine Verkleidungs- und/oder eine aktive Schicht verwendet wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung eines Quantum Wellstruktur-Laserelements, bei dem besagtes Material als eine Verkleidungsschicht und/oder eine aktive Schicht verwendet wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, bei denen
Fig. 1(a) ein Laserelement ist mit einer Zweifachheterostruktur mit Gitteranpassung.
Fig. 1(b) ein Laserelement ist mit einer Quantum Wellstruktur mit Gitteranpassung.
Fig. 2 ein Diagramm ist, welches die Beziehung des Bandabstandes zwischen Zusammensetzungen x und z von Pb1-xCaxS1-zSez bei Raumtemperatur zeigt.
Fig. 3 ein Diagramm ist, welches die Beziehung der Gitterkonstante zwischen Zusammensetzungen x und z von Pb1-xCaxS1-zSez bei Raumtemperatur zeigt.
Fig. 4 ein Diagramm ist, welches die Beziehung des Bandabstandes zwischen Zusammensetzungen x und y von Pb1-x(Ca1-ySry)xS bei Raumtemperatur zeigt.
Fig. 5 ein Diagramm ist, welches die Beziehung der Gitterkonstante zwischen Zusammensetzungen x und y von Pb1-x(Ca1-ySry)xS bei Raumtemperatur zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter beschrieben im Hinblick auf ein Verfahren zur Herstellung eines Festphasen- Halbleiters.
Jedes Element wird zu einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis eingewogen, und im Vakuum oder in einer geeigneten Gasatmosphäre innerhalb eines geeigneten Kessels wie einem Quarzkessel abgedichtet. Der Kessel wird in einen geeigneten Ofen wie einen elektrischen Ofen oder eine geeignete Heizvorrichtung zum Erhitzen, Schmelzen und Homogenisieren eingeführt, und danach wird ein Abschrecken mit Wasser durchgeführt. Die so erhaltene Probe wird zur weiteren Homogenisierung gemahlen und wiederum im Vakuum oder einer geeigneten Gasatmosphäre wie Argon (Ar) innerhalb eines geeigneten Kessels wie einem Quarzkessel abgedichtet, eine geeignete Zeit lang auf eine hohe Temperatur erhitzt und mit Wasser abgeschreckt, wobei eine homogenisierte feste Lösung erhalten wird. Darüberhinaus wird das Material in einen Einkristall durch ein Einkristallbildungsverfahren, wie Bridgemantechnik, durch eine Dampfphasenreaktionsmethode und dergl. umgewandelt. Andererseits kann dieses Material zu einem Dünnfilm, der eine geeignet geformte Dicke aufweist, unter Verwendung einer Dünnfilmherstellungsvorrichtung, wie Molekularstrahlepitaxie(MBE)verfahren, ein (HWE) Verfahren und dergl. verarbeitet werden.
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter erklärt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Fign. 2 und 3 zeigen eine Gitterkonstante, erhalten durch Röntgenstrahl-Pulver- Diffraktionsverfahren, und einen Bandabstand für Zusammensetzungen x, z und Zusammensetzungen x, y, jeweils in bezug auf einen Einkristall aus Pb1-xCaS1-zSez. Die Fign. 4 und 5 zeigen eine Gitterkonstante, erhalten durch Röntgenstrahl-Pulver-Diffraktionsverfahren, und einen Bandabstand für Zusammensetzungen x, z und Zusammensetzungen x, y, jeweils in bezug auf einen Einkristall aus Pb1-x(Ca1-ySry)xS. Darüberhinaus wird der Bandabstand und die Gitterkonstante durch Betreiben bei Raumtemperatur erhalten.
Es ist möglich, eine Kombination von Materialien, welche einen stark unterschiedlichen Bandabstand, deren großen Unterschied und gleiche Gitterkonstante aufweisen, auszuwählen. D. h., als eine Kombination eines Ladungsträgers in einem Zweifachheterostruktur-Laserelement mit Gitteranpassung oder in einem Quantum Wellstruktur- Laserelement mit Gitteranpassung und Materialien als einer Strahlverkleidungsschicht und einer aktiven Schicht, zeigt Fig. 2 z. B., daß im Falle der Kombination von Pb0,95Ca0,05S0,95Se0,05 mit PbB deren Gitterkonstanten gleich werden und ein großer unterschiedlicher Wert von 0,24 eV des Bandabstands erhalten werden kann. Deshalb kann mit der vorliegenden Erfindung ein Zweifachheterostruktur-Laserelement mit Gitteranpassung oder ein Quantum Wellstruktur-Laserelement mit Gitteranpassung, welches die Wellenlänge verändern kann und bei einer Temperatur in der Nähe einer Raumtemperatur betrieben werden kann, hergestellt werden.
Wenn ein Gitterversatz stattfindet an der Grenzschicht einer aktiven Schicht und einer Verkleidungsschicht eines Laserelements, werden Kristalldefekte wie Versetzung in die aktive Schicht eingeführt, die Lichtausbeute wird erniedrigt und die Wirkungsweise des Laserelements verschlechtert, so daß vorzuziehen ist, daß die Gitterkonstanten der Verkleidungsschicht und der aktiven Schicht nahezu gleich sind, und eine Anpassung ist von Vorteil.
Der Grund, warum die allgemeinen chemischen Formeln der Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung begrenzt sind auf Pb1-xCaxx, in der 0< x≤0,5 ist, X entweder S oder S und Se und/oder Te ist und Pb1-x(Ca1-yYy)xX, in der 0< x≤0,5, 0< y< 1 ist, X entweder S oder S und Se und/oder Te, Y Sr und/oder Ba ist, ist der, daß bei Abweichung der allgemeinen chemischen Formeln von diesen Zusammensetzungsbereichen die Herstellung eines Laserelements schwierig wird, die Betriebstemperatur und die Lichtausbeute erniedrigt werden, und das Material als Laserelementmaterial ungeeignet wird. Im Falle jedoch, daß ein Festphasenhalbleiter aus der obigen stöchiometrischen Zusammensetzung erhalten wird, sogar wenn eine gewisse Abweichung vorhanden ist, wird eine Eigenschaft als Laserelementmaterial nicht zerstört, und er gehört zur Kategorie der vorliegenden Erfindung.
Darüberhinaus hat Ca als Material der vorliegenden Erfindung einen beachtlichen Effekt, einen Bereich der festen Lösung mit Pb auszudehnen und den Bandabstand zu vergrößern, und des weiteren hat das Element, ausgewählt aus der Gruppe von Sr, Ba, S, Se und Te, eine große Auswirkung auf die Kontrolle der Gitterkonstante eines Halbleiters in fester Lösung.

[Ausführungsbeispiel]

Beispiel 1

Im Hinblick auf eine feste Lösung eines Halbleiters Pb1-xCaxS1-zSez (x=0,02-0,06, z=0,20-0,80) wurden Rohmaterialien aus Körnern von Pb, Ca, S und Se von 99,999% Reinheit eingewogen, um ein Bruttogewicht 2g bei einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis zu ergeben. Sie wurden in einem Quarzkessel mit einem inneren Durchmesser von 8 mm und 40 mm Länge unter einem Vakuumgrad von 1x10&supmin;&sup6; Torr versiegelt, und eine synthetische Reaktion fand einleitend mit einer schwachen Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme statt. Danach wurde der Kessel in einen elektrischen Ofen eingebracht, der auf 1127 K (854 ºC) erhitzt und etwa 10 Minuten lang gehalten wurde, danach wurde die Temperatur auf 1393 K (1120 ºC) mit einer Geschwindigkeit von 50 K/h angehoben, der Kessel wurde erhitzt und 3 Stunden lang auf derselben Temperatur gehalten, um den Inhalt homogen zu schmelzen, und dann abgeschreckt. Das so erhaltene Material wurde weiter in einem Mörser gemahlen und im Vakuum in einen reinen Kessel von 8 mm innerem Durchmesser und 50 mm Länge versiegelt und an einem Ende befestigt. Um die Bewegung oder ein Ungleichgewicht der Temperaturverteilung durch einen Luftstrom innerhalb des Ofens zu vermeiden, wurde dieser Kessel in einem weiteren Quarzkessel im Vakuum versiegelt und eine doppelte Versiegelunsstruktur ausgebildet. Dieser Kessel wurde in einen horizontalen Ofen eingebracht, der einen Temperaturgradient von 4 K einer Temperaturdifferenz zwischen Probentemperatur von 1223 K und der einer Kristallwachstumszone aufwies, er wird einige Tage zur Einkristallisation belassen und danach abgeschreckt unter Ausbildung einer festen Lösung eines Halbleiterlasermaterials. Tabelle 1 zeigt Bandabstände und Gitterkonstanten jeder der so erhaltenen festen Lösungen von Halbleitern. Diese Werte sind gut abgestimmt auf die in Fign. 2 und 3 gezeigten Bandabstände und Gitterkonstanten. Tabelle 1 Zusammensetzung Bandabstand (eV) Gitterkonstante (Å)

Beispiel 2

In bezug auf fünf Arten einer festen Lösung eines Halbleiters Pb1-x(Ca1-ySry)xS (x=0,10-0,40, y=0,19-0,65), wurden Materialien aus Körnern von Pb, Ca, Sr und S von 99,999% Reinheit eingewogen, um ein Bruttogewicht 2g bei einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis zu ergeben. Ein Verfahren zur Herstellung einer Probe ist das gleiche wie in Beispiel 1. Bandabstände und Gitterkonstanten jeder so erhaltenen festen Lösung von Halbleitern sind in Tabelle 2 gezeigt. Diese Werte sind gut abgestimmt auf die in Fign. 4 und 5 gezeigten Bandabstände und Gitterkonstanten. Tabelle 2 Zusammensetzung Bandabstand (eV) Gitterkonstante (Å)
Die Tabelle zeigt verschiedene Eigenschaften für den Fall der Verwendung des typischen Festphasen-Halbleiterelement- Materials der vorliegenden Erfindung als eine Laserelement- Verkleidungsschicht und/oder aktive Schicht.
Gitterkonstanten einer Verkleidungsschicht und einer aktiven Schicht sind gut aufeinander abgestimmt, und ein Unterschied zwischen ihren Bandabständen (eV) ist groß. D. h., es wird verstanden, daß ihr Unterschied erheblich verbessert ist, verglichen mit einem Vergleichsbeispiel, das nach dem Stand der Technik erhalten wird und den höchsten Wert von 0,18 (eV) aufweist. Tabelle 3 Verkleidungsschicht Aktive Schicht Zusammensetzung Bandabstand (eV) Gitterkonstante (Å) Vergleichsbeispiel
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, zeigen die Proben Nr. 45 und 49 den Fall für die Verwendung des Materials der vorliegenden Erfindung als eine aktive Schicht, und die Proben Nr. 53 und 59 zeigen den Fall für die Verwendung des Materials gemäß der Erfindung für beide, die Verkleidungsschicht und die aktive Schicht. Probe Nr. 70 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die anderen Proben zeigen den Fall für die Verwendung des Materials der vorliegenden Erfindung für eine Verkleidungsschicht. Das Material der vorliegenden Erfindung kann, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung, für eine Verkleidungsschicht, eine aktive Schicht und beide, die Verkleidungsschicht und die aktive Schicht, bevorzugt werden, und es wurde bestätigt, daß der Bandabstand und die Gitterkonstante innerhalb eines bevorzugten Bereichs sind.
Wie in den obigen Beispielen, Tabellen und Zeichnungen gezeigt wird, ist das Festphasen-Halbleiterlaserelement-Material gemäß der vorliegenden Erfindung ein für Laserelement geeignetes Material wegen eines weiten Festlösungsbereichs und eines großen Bandabstands. D. h., bei Verwendung des vorliegenden Materials als eine Verkleidungsschicht wird eine aktive Schicht in geeigneter Weise aus einer Festlösung eines Halbleiters, wie PbS, PbSe, PbTe, Pb1-zSez und dergl. ausgewählt, die einen kleineren Bandabstand als den der Verkleidungsschicht hat, dessen Unterschied groß ist, und hauptsächlich die gleichen Gitterkonstanten und gute Gitteranpassung vorhanden sind, oder eine Verkleidungsschicht wird in geeigneter Weise aus einem Festlösungshalbleiter, wie In 1-xGaxAs1-yPy und dergl. ausgewählt, die einen großen Bandabstand hat, und eine aktive Schicht wird in geeigneter Weise aus dem vorliegenden Material ausgewählt, das einen kleineren Bandabstand als die Verkleidungsschicht aufweist, dessen Unterschied groß und gute Gitteranpassung vorhanden ist, und des weiteren werden beide, die Verkleidungsschicht und die aktive Schicht, in geeigneter Weise aus dem Material gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählt, das einen größeren Bandabstand der Verkleidungsschicht als den der aktiven Schicht aufweist, wobei sein großer Unterschied groß ist und gute Gitteranpassung vorhanden ist, wodurch ein Hochleistungslaserelement mit hoher Betriebstemperatur und Lichtausbeute gebildet wird. Deshalb ist das Laserelement gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur als eine Lichtquelle eines Spektroskops mit ultrahoher Auflösung innerhalb eines Infrarorwellenlängenbereichs von 0,4 - 8 um oder als Quarzglasfaser-optische-Kommunikation, die gegenwärtig in der optischen Kommunikation verwendet wird, geeignet, sondern auch als eine Lichtquelle für die optische Kommunikation unter Verwendung einer Metallhalogen- Polarverlust-Glasfaser, die weniger optischen Verlust bei Entwicklung hat.
Das Material gemäß der vorliegenden Erfindung kann leicht ein Laserelement bilden, welches innerhalb eines Infrarotwellenlängenbereichs von 0,4 - 8 um oszilliert, und das Material kann die Wellenlänge variieren und im Bereich einer Raumtemperatur betrieben werden, vorzugsweise als ein Zweifachheterostruktur-Laserelement mit Gitteranpassung oder als ein Quantum Wellstruktur-Laserelement mit Gitteranpassung, so daß es als ein Material für ein Laserelement mit hoher Lichtausbeute und hohem Wirkungsgrad geeignet ist, und darüberhinaus ist dieses Laserelement als Lichtquelle und dergl. eines optischen Kommunikationssystems, des Spektroskops mit ultrahoher Auflösung und anderer allgemeiner Instrumente geeignet, und der Anwendungsbereich des vorliegenden Materials ist breit.

Claims

1. Festlösungs-Halbleiterlaserelement-Material, welches die allgemeine chemische Formel aufweist

Pb1-xCaxX in der 0< x≤0,5; und X entweder S oder S und Se und/oder Te ist.

2. Festlösungs-Halbleiterlaserelement-Material, welches die allgemeine chemische Formel aufweist

Pb1-x(Ca1-yYy)xX

in der 0< x≤0,5; 0< y< 1; X entweder S oder S und Se und/oder Te; und Y Sr und/oder Ba ist.

3. Festlösungs-Halbleiterlaserelement-Material, welches die allgemeine chemische Formel aufweist

Pb1-xCaxS1-zSez

in der 0< x≤0,4; und 0≤z≤1 ist.

4. Festlösungs-Halbleiterlaserelement-Material, welches die allgemeine chemische Formel aufweist

Pb1-x(Ca1-ySry)xS in der 0< x≤0,5; und 0≤y< 1 ist.

5. Laserelement nach jedem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Material als eine Verkleidungsschicht und/oder eine aktive Schicht verwendet wird.

6. Zweifachheterostruktur-Laserelement, welches eine Verkleidungsschicht und/oder eine aktive Schicht, gebildet aus einem Material nach jedem der Ansprüche 1 - 4, umfaßt.

7. Quantum Wellstruktur-Laserelement, welches eine Verkleidungsschicht und/oder eine aktive Schicht, gebildet aus einem Material nach jedem der Ansprüche 1 - 4, umfaßt.