JPH07114874A

JPH07114874A - 偏極電子線発生素子

Info

Publication number: JPH07114874A
Application number: JP26007293A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saka; 貴坂; Toshihiro Kato; 俊宏加藤; Tsutomu Nakanishi; 彊中西; Hiromichi Horinaka; 博道堀中
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体レーザ等が使用可能な短い波長で高い
偏極率と高い量子効率が得られる偏極電子線発生素子を
提供する。【構成】偏極電子線発生素子１０は、基板１２の上に
ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）装置により順次結
晶成長させられた第１半導体１４、第２半導体１６およ
びパッシベーション膜１８を備えている。基板１２は３
５０μｍ程度の厚みのｐ−ＧａＡｓであり、表面は（１
００）面である。また、第１半導体１４は２．０μｍ
（２０００ｎｍ）程度の厚みのｐ−ＧａＡｓ
_0.8Ｐ_0.2、第２半導体１６は２００ｎｍ程度の厚みの
ｐ−Ａｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａｓであり、その格子定数は第１
半導体１４よりも大きく、バンドギャップエネルギーは
第１半導体１４よりも小さくされている。また、パッシ
ベーション膜１８は５ｎｍ程度の厚みのｐ−ＧａＡｓで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピン方向が偏在して
いる偏極電子線を発生する偏極電子線発生素子の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スピン方向が２種類のうちの一方に偏在
している電子群から成る偏極電子線は、高エネルギー素
粒子実験分野においては原子核内部の磁気構造を、物性
物理実験分野においては物質表面の磁気構造を調査する
上で有効な手段として利用されている。かかる偏極電子
線を取り出す方法として、本出願人は、先に出願した特
願平３−１３０６１１号（特開平４−３２９２３５号公
報）において、ＧａＡｓ _1-zＰ_z（混晶比ｚ＞０）半導
体の上に、それよりもバンドギャップが小さく且つ格子
定数が僅かに異なるＧａＡｓ半導体を結晶成長させたＧ
ａＡｓ偏極電子線発生素子を用い、そのＧａＡｓ半導体
にレーザ光を照射することにより、高い偏極率の偏極電
子線を発生させることを提案した。すなわち、ＧａＡｓ
_1-zＰ_z半導体に対して格子定数が異なるＧａＡｓ半導
体がヘテロ結合させられることにより、そのＧａＡｓ半
導体には格子歪が付与されるため、その価電子帯にバン
ドスプリッティングが発生してヘビーホールのサブバン
ドとライトホールのサブバンドにエネルギー準位差が生
じる一方、両サブバンドの励起によって取り出される電
子のスピン方向は互いに反対向きであるため、エネルギ
ー準位が高い方すなわち伝導帯とのエネルギーギャップ
が小さい方のサブバンドのみを励起するような光エネル
ギーをＧａＡｓ半導体に注入すれば、一方のスピン方向
に偏在した電子群が専ら励起されて放出され、高い偏極
率を備えた偏極電子線が得られるのである。また、上側
にバンドギャップが小さい半導体を用いるのは、光エネ
ルギーによりＧａＡｓ_1-zＰ_z半導体内で電子が励起さ
れることを防止すると共に、ＧａＡｓ半導体内で励起さ
れた電子が内部へ流れ込むことを防止し、取出効率を高
めるためである。なお、上記ヘビーホールおよびライト
ホールのエネルギー準位差が小さいと、熱雑音により両
方のサブバンドが励起されて必ずしも十分な偏極率向上
効果が得られないため、ヘビーホールのサブバンドとラ
イトホールのサブバンドとのエネルギー準位差が熱雑音
によるエネルギーよりも大きくなるように、両半導体の
格子定数差、言い換えればＧａＡｓ_1-zＰ_z半導体の混
晶比ｚを設定することが望ましい。

【０００３】例えば、Ｚｎドープによりキャリア濃度が
５×１０¹⁸（ｃｍ^-3）程度とされたｐ−ＧａＡｓ_0.82Ｐ
_0.18半導体の上に、同じくＺｎドープによりキャリア濃
度が５×１０¹⁸（ｃｍ^-3）程度とされたｐ−ＧａＡｓ半
導体を８５ｎｍ程度結晶成長させた偏極電子線発生素子
を用いて、ｐ−ＧａＡｓ半導体に照射する励起レーザの
波長を変更しながら偏極電子線の偏極率を調べると、前
記公報の図４に示されるように、波長が８６０ｎｍ付近
の励起レーザを用いることにより、８６％程度の高い偏
極率が得られる。

【０００４】しかしながら、波長が８６０ｎｍ程度の高
出力レーザは適当なものがなく、例えば「チタン；サフ
ァイア」レーザを用いていたが、レーザ発生装置が大掛
かりで高価になるという不都合があった。すなわち、例
えば８３０ｎｍ程度以下の短い波長で高い偏極率が得ら
れるようになれば、小型で且つ安価な半導体レーザ等の
使用が可能となり、その実用的価値が大きく向上するの
である。

【０００５】そこで、本出願人は、先に出願した特願平
４−３３７９８３号において、第１半導体上に、第２半
導体としてＧａＡｓ_1-yＰ_y（混晶比ｙ＞０）を結晶成
長させた偏極電子線発生素子を提案した。このような偏
極電子線発生素子によれば、ＧａＡｓ_1-yＰ_yは前記特
願平３−１３０６１１号において第２半導体として用い
られたＧａＡｓよりもバンドギャップが大きいため、最
大偏極率が得られる波長が短波長側へシフトして、例え
ば８３０ｎｍ程度以下の波長で高い偏極率の偏極電子線
を取り出すことができ、励起レーザとして小型で安価な
半導体レーザ等の使用が可能となる。なお、上記第１半
導体としては、前述のＧａＡｓ_1-zＰ_z（混晶比ｚ＞
０）或いはＧａＡｓ、Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ（混晶比ｘ＞
０）が用いられている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】ところが、上記の偏極電子線発生素子にお
いて、第１半導体がＧａＡｓ_1-zＰ _zの場合には、第２
半導体よりも第１半導体のバンドギャップエネルギーを
大きくするためには、第２半導体の混晶比ｙよりも第１
半導体の混晶比ｚを大きくする必要がある。そのため、
両半導体の間に十分な大きさのバンドギャップエネルギ
ーの差および格子不整合が生じるように混晶比ｚを設定
すると、ＧａＡｓ基板と第１半導体との格子不整合が大
きくなって、基板上に第１半導体を結晶成長させた際の
結晶の乱れが大きくなる。そして、その上に更に第２半
導体（ＧａＡｓ _1-yＰ_y）を結晶成長させたときに、第
２半導体の結晶も乱れ、格子欠陥が大きくなるため、結
晶内で電子の再結合やスピン反転散乱が増加し、量子効
率や偏極率が低下するという問題があった。また、最表
層にＧａＡｓ_1-zＰ_zが位置するため量子効率が低下す
るという問題もあった。なお、混晶比ｚ＜ｙとすれば、
ＧａＡｓ基板と第１半導体との格子不整合は小さくなる
が、この場合には歪の方向が反転してライトホールのサ
ブバンドのエネルギー準位の方が高くなると共に、ライ
トホールとヘビーホールの交差が生じるためにヘビーホ
ールのサブバンドとライトホールのサブバンドとのエネ
ルギー準位差が小さくなって、高い偏極率が得られない
のである。また、第１半導体にＡｌ_xＧａ_1-xＡｓを用
いた場合には、上記エネルギー準位差を小さくすること
なく、基板と第１半導体との格子不整合を小さくするこ
とが可能であるが、最表層にＧａＡｓ_1-yＰ_yが位置す
ることにより量子効率が低下するという問題は解消され
ず、また、ライトホールとヘビーホールのサブバンドが
小さくなって、偏極率が低下するという問題も残る。

【０００７】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は半導体レーザ等が使用可能
な短い波長で高い偏極率と高い量子効率が得られる偏極
電子線発生素子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するための第１発明の要旨とするところは、第１半導体
と、その第１半導体の上に結晶成長させられた第１半導
体とは格子定数が僅かに異なる第２半導体とを備え、そ
の第２半導体に励起光が照射されることによりスピン方
向が偏在している偏極電子線を発生する偏極電子線発生
素子において、前記第２半導体をＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ
（混晶比ｘ＞０）にて構成したことにある。

【０００９】

【作用および第１発明の効果】このようにすれば、Ａｌ
_xＧａ_1-xＡｓは、ＧａＡｓに比較してバンドギャップ
が大きいため、最大偏極率が得られる波長が短波長側へ
シフトし、例えば７８０〜８３０ｎｍ程度の波長で高い
偏極率の偏極電子線を取り出すこともできるようにな
り、励起レーザとして小型で安価な半導体レーザ等の使
用が可能となるのである。また、Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓは
ＧａＡｓと同等の大きな格子定数を有するため、第１半
導体としてＧａＡｓ基板との格子定数の差が比較的小さ
い半導体を用いつつ、第１半導体と第２半導体の格子不
整合を大きくしてヘビーホールとライトホールのエネル
ギー準位差を大きくすることができる。したがって、高
い量子効率と高い偏極率が得られるのである。なお、最
大偏極率が得られる波長はＡｌ_xＧａ_1-xＡｓの混晶比
ｘによって変化し、上記７８０〜８３０ｎｍ程度より更
に短くすることもできる。

【００１０】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記の目的
を達成するための第２発明の要旨とするところは、前記
第１発明の偏極電子線発生素子において、前記第２半導
体上にＧａＡｓ薄膜を備えたことにある。

【００１１】

【作用および第２発明の効果】このようにすれば、第２
半導体がＡｌ_xＧａ_1-xＡｓから構成されているため、
前記第１発明と同様に最大偏極率が得られる波長が短波
長側へシフトし、且つ、第１半導体と基板との格子不整
合に起因する量子効率と偏極率の低下が低減されると共
に、Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓの上にＧａＡｓ層が積層されて
いるので、従来のように最表層にＧａＡｓ_1-yＰ_yが位
置することによる量子効率の低下が解消される。また、
上記第２半導体（Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ）のＡｌが酸化す
ると表面に絶縁膜が形成されて電子の取り出しが困難に
なるが、第２半導体上に備えられたＧａＡｓ薄膜がパッ
シベーション膜すなわち酸化保護膜として機能するた
め、Ａｌの酸化が防止される。

【００１２】なお、上記の第２半導体のＡｌの酸化を防
止するための保護膜としては、上記のＧａＡｓに代え
て、Ａｓの保護膜が第２半導体上に備えられても良い。
この場合には、最表層にＡｓの保護膜が形成された状態
では偏極電子線を取り出すことが不可能であるが、偏極
電子線発生素子は高真空の偏極電子線発生装置中で用い
られるため、使用状態においては酸化保護膜は必要では
なく、Ａｓの保護膜は使用直前に偏極電子線発生装置中
で蒸発除去される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１４】図１において、偏極電子線発生素子１０
は、基板１２の上によく知られたＭＯＣＶＤ（有機金属
化学気相成長）装置により順次結晶成長させられた第１
半導体１４、第２半導体１６およびパッシベーション膜
１８を備えている。基板１２は３５０μｍ程度の厚みで
あって、Ｚｎが不純物としてドープされることによりキ
ャリア濃度が５×１０¹⁸（ｃｍ^-3）程度とされたｐ−Ｇ
ａＡｓであり、表面は（１００）面である。また、第１
半導体１４は２．０μｍ（２０００ｎｍ）程度の厚みで
あって、Ｚｎが不純物としてドープされることによりキ
ャリア濃度が５×１０¹⁸（ｃｍ^-3）程度とされたｐ−Ｇ
ａＡｓ_0.8Ｐ_0.2であり、第２半導体１６は２００ｎｍ
程度の厚みであって、Ｚｎが不純物としてドープされる
ことによりキャリア濃度が５×１０¹⁸（ｃｍ^-3）程度と
されたｐ−Ａｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａｓである。また、パッシ
ベーション膜１８は５ｎｍ程度の厚みであって、Ｚｎが
不純物としてドープされることによりキャリア濃度が５
×１０¹⁸（ｃｍ^-3）程度とされたｐ−ＧａＡｓである。
また、図１における各半導体の厚さは必ずしも正確な割
合で示したものではない。

【００１５】上記第１半導体１４および第２半導体１６
のバンドギャップエネルギーは、図２から明らかなよう
に、第１半導体１４の方が大きい。また、ｐ−ＧａＡｓ
のＧａの一部がＡｌに置き換わると格子定数が僅かに大
きくなり、Ａｓの一部がＰに置き換わると格子定数が小
さくなる。したがって、第２半導体１６の格子定数は第
１半導体１４よりも大きくなり、第２半導体１６は格子
歪を有する状態で第１半導体１４上にヘテロ結合させら
れる。このため、第２半導体１６には偏極電子線の取出
し方向すなわち膜厚方向において引張応力が作用させら
れ、かかる引張応力に基づく格子歪により、第２半導体
１６の価電子帯におけるヘビーホールおよびライトホー
ルのサブバンドのエネルギー準位に差が生じる。このと
き、両サブバンドの励起により取り出される電子のスピ
ン方向は互いに反対向きであるため、エネルギー準位の
高い方すなわちヘビーホールのサブバンドのみを励起す
る光エネルギーが第２半導体に入射されると、一方のス
ピン方向に偏在した電子群が専ら励起されて放出され
る。

【００１６】上述のように、第２半導体１６は、励起レ
ーザが入射された際に、一方のスピン方向に偏在した電
子群が専ら励起されて放出される光電層として機能する
ものである。そのため、第２半導体１６のバンドギャッ
プエネルギーは、励起レーザのもつエネルギーに略等し
い値にされている。Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ（混晶比ｘ＞
０）のバンドギャップエネルギーＥ_g2は下記 (1)式で与
えられるため、励起レーザの波長を７８０ｎｍ（すなわ
ちエネルギーは１．５８９７ｅＶ）として、ｘ＝０．１
３と定められているのである。

【００１７】

【数１】

【００１８】また、第１半導体１４は、第２半導体１６
との格子不整合が十分に大きくなって、上記のバンドス
プリッティングにより生じるエネルギー準位差が偏極電
子線発生素子１０を使用する際に生じる熱雑音よりも大
きくなるように、格子定数が十分小さく、且つ、上記励
起レーザの波長では励起されないように、第２半導体の
バンドギャップエネルギーＥ_g2よりもバンドギャップエ
ネルギーＥ_g1が大きくされる必要がある。一方、第１半
導体１４と基板１２との格子不整合が大きくなると、基
板１２上に第１半導体１４が成長する際に結晶が大きく
乱れ、その上に積層される第２半導体の結晶が乱れるこ
とにより、結晶内での電子の再結合およびスピン反転散
乱が増加し、量子効率および偏極率が低下するため、第
１半導体１４の格子定数は可及的に基板１２に近いこと
が望まれる。第２半導体１６（ｐ−Ａｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａ
ｓ）の格子定数はＧａＡｓと略同等（僅かに大きい）で
あるため、第１半導体１４のＰの混晶比が大きくなっ
て、バンドギャップエネルギーＥ_g1が増大すると共に格
子定数が小さくなると、第２半導体１６との格子定数の
差が大きくなる。したがって、第１半導体１４の混晶比
は、その混晶比が第２半導体１６に残留する歪が十分大
きくなる範囲で可及的に小さく、且つ、Ｅ_g1がＥ_g2より
も大きくなるように定めれば良い。ＧａＡｓ_yＰ
_1-y（混晶比ｙ＞０）のバンドギャップエネルギーＥ_g1
は下記 (2)式で与えられるため、本実施例においては、
ｙ＝０．２とすることにより、Ｅ_g2よりも大きな値、Ｅ
_g1＝１．６６１ｅＶとされている。なお、第１半導体１
４は、基板１２側へ電子を流さないためのポテンシャル
障壁としての役割も果たす。

【００１９】

【数２】

【００２０】また、パッシベーション膜１８は、第２半
導体１６（ｐ−Ａｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａｓ）のＡｌの酸化を
防止するために設けられているものである。Ａｌが酸化
すると表面に絶縁膜が形成され電子の取り出しが困難に
なるので、パッシベーション膜１８を設けて保護してい
る。このパッシベーション膜１８からも電子が励起され
るが、図２から明らかなように、パッシベーション膜１
８のｐ−ＧａＡｓは、第２半導体１６（ｐ−Ａｌ_0.13Ｇ
ａ_0.87Ａｓ）との格子定数の差が小さいため殆ど歪が生
じておらず、励起される電子の偏極率は５０％程度であ
る。したがって、パッシベーション膜１８の膜厚は、そ
こから放出される電子を少なくして偏極率の低下を防止
するため、Ａｌの酸化を防止し得る範囲で可及的に薄く
する必要があり、約５ｎｍに設定されているのである。

【００２１】上記の偏極電子線発生素子１０は、第１半
導体１４に対して格子定数が異なる第２半導体１６がヘ
テロ結合させられ、その第２半導体１６に格子歪が付与
されて、価電子帯のヘビーホールおよびライトホールの
サブバンドのエネルギー準位に差が生じさせられている
ため、エネルギー準位が高い方のサブバンド、この実施
例ではヘビーホールのサブバンドのみを励起するような
光エネルギー、すなわち波長が７８０ｎｍ程度の励起レ
ーザを第２半導体１６に注入することにより、一方のス
ピン方向に偏在した電子群が専ら励起されて放出され、
８０％程度の高い偏極率が得られる。

【００２２】ここで、本実施例の偏極電子線発生素子１
０は、レーザ光を照射して偏極電子線を取り出す第２半
導体１６として、ＧａＡｓよりもバンドギャップエネル
ギーが大きなＡｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａｓが用いられているの
で、最大偏極率が得られる波長がＧａＡｓの場合よりも
短波長側へシフトし、上述のように７８０ｎｍ程度の波
長で最大偏極率が得られるようになるのである。このた
め、励起レーザとして小型で安価な半導体レーザ等の使
用が可能となり、偏極電子線を用いて実験等を行う際の
実用的価値が大幅に向上する。

【００２３】また、第２半導体１６として用いられてい
るＡｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａｓは、ＧａＡｓ_yＰ_1-yに比較し
て格子定数が大きいため、第１半導体１４として比較的
格子定数の大きいものを用いても、第２半導体１６との
間に十分大きな格子不整合を生じさせることが可能であ
る。これにより、基板１２と第１半導体１４との格子不
整合を小さくしつつ、第１半導体１４と第２半導体１６
との格子不整合およびバンドギャップエネルギーの差を
大きくすることが可能である。したがって、基板１２上
に第１半導体１４を結晶成長させる際の結晶の乱れが小
さくなり、更にその上に成長させられる第２半導体１６
の結晶の乱れすなわち格子欠陥が小さくなって、結晶内
での電子の再結合やスピン反転散乱が少なくなるため、
高い量子効率と偏極率が得られるのである。これに対し
て、第１半導体１４および第２半導体１６として、共に
ＧａＡｓ_yＰ_1-yが用いられていた、従来の偏極電子線
発生素子においては、第２半導体１６よりも第１半導体
１４のバンドギャップエネルギーを大きくするために
は、第２半導体１６よりも第１半導体１４の混晶比ｙを
大きくする必要があった。そのため、両半導体の間に十
分な大きさの格子不整合が生じるように混晶比ｙを設定
すると、基板１２と第１半導体１４との格子不整合が大
きくなって、基板１２上に第１半導体１４、第２半導体
１６を順次結晶成長させたときに第２半導体１６の格子
欠陥が大きくなり、高い量子効率と偏極率が得られなか
ったのである。また、第１半導体１４の混晶比を第２半
導体１６の混晶比よりも小さくすれば、基板１２と第１
半導体１４との格子不整合は小さくなるが、この場合に
は歪の方向が反転してライトホールのサブバンドのエネ
ルギー準位の方が高くなると共に、ライトホールとヘビ
ーホールの交差が生じるためにヘビーホールのサブバン
ドとライトホールのサブバンドとのエネルギー準位差が
小さくなって、高い偏極率が得られないのである。

【００２４】また、第２半導体１６としてＡｌ_0.13Ｇａ
_0.87Ａｓが用いられており、その上にＧａＡｓ層が積層
されているため、従来のように最表層にＧａＡｓ_1-yＰ
_yが位置することによる量子効率の低下が解消される。

【００２５】また、パッシベーション膜１８のＺｎのド
ーピング濃度が５×１０¹⁸（ｃｍ^-3）と高くされている
ため、その表面が、第２半導体１６から偏極電子線を取
り出せる状態すなわち負電子親和力（ＮＥＡ；Negative
Electron Affinity）状態となり易い。

【００２６】図３に示す偏極電子線発生素子２０は、前
記第１半導体１４と同じｐ−ＧａＡｓ_0.8Ｐ_0.2から成
る基板２２を用いて、その基板２２上に直接第２半導体
１６を設けたものである。この場合には、基板２２が第
１半導体に相当する。

【００２７】また、図４に示す偏極電子線発生素子２４
は、前記の偏極電子線発生素子１０と同様な構造である
が、最上層にはｐ−ＧａＡｓから成るパッシベーション
膜１８に代えて、厚さ２μｍ程度のＡｓから成るパッシ
ベーション膜２６が設けられている。このパッシベーシ
ョン膜２６は、大気中においてＡｌ_0.13Ｇａ_0.87Ａｓの
Ａｌの酸化を防止するものであり、偏極電子線発生素子
２４を用いるに際して偏極電子線発生装置内が高真空と
された後に蒸発させられる。したがって、偏極電子線発
生素子２４の使用時には第２半導体１６（Ａｌ_0.13Ｇａ
_0.87Ａｓ）が最上層に位置することになる。このような
構造とされた場合にも、第２半導体としてＡｌ_0.13Ｇａ
_0.87Ａｓが用いられているために、前述の第１実施例と
同様に、最大偏極率が得られる励起レーザ光２０の波長
が短波長側へシフトすると共に、第１半導体１４と基板
１２との格子不整合に起因する量子効率と偏極率の低下
が低減される。

【００２８】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００２９】例えば、前記実施例の第１半導体１４にお
けるＰの混晶比や、第２半導体１６におけるＡｌの混晶
比は適宜変更することができる。第１半導体として他の
化合物半導体を用いることも可能である。何れにして
も、第１半導体１４よりも第２半導体１６のバンドギャ
ップエネルギーが小さい値とされていれば良いのであ
る。なお、第１半導体１４として第２半導体１６のＡｌ
_xＧａ_1-xＡｓ（混晶比ｘ＞０）よりも格子定数の大き
い半導体が用いられても良いが、その場合には、第２半
導体１６の価電子帯においてライトホールのエネルギー
準位がヘビーホールのそれよりも高くなって、取り出さ
れる偏極電子線のスピンの方向が反対になる。

【００３０】また、前記第一実施例では第１半導体１４
の厚さが２μｍ程度、第２半導体１６の厚さが２００ｎ
ｍ程度、パッシベーション膜１８の厚さが５ｎｍ程度
に、第三実施例においてはパッシベーション膜２６の厚
さが２μｍ程度にされていたが、これらの厚さは適宜変
更され得る。各半導体のキャリア濃度、すなわち不純物
のドーピング量や、ドーピングする不純物の種類につい
ても適宜変更できる。また、パッシベーション膜１８，
２６は、前述のように大気中でのＡｌの酸化を防止する
ためのものであって、Ａｌの酸化の虞がない場合には必
ずしも備えられなくとも良い。

【００３１】また、前記実施例ではｐ−ＧａＡｓ基板１
２が用いられていたが、ｎ型半導体例えばｎ−ＧａＡｓ
やｎ−ＧａＡｓ_0.8Ｐ_0.2から成る基板、或いは他の化
合物半導体基板やＳｉ基板等を用いることも可能であ
る。

【００３２】また、前記の実施例では最大偏極率が得ら
れる波長が７８０ｎｍ程度であったが、第２半導体１６
のＡｌの混晶比を変更することにより８３０ｎｍ程度の
波長で最大偏極率が得られるようにすることも可能であ
る。また、反対に、更に短波長側へシフトさせることも
可能である。更に、６３０〜６４０ｎｍ程度で最大偏極
率が得られるような直接遷移型の半導体を用いれば、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ等の使用も可能となる。

【００３３】その他一々例示はしないが、本発明はその
主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である偏極電子線発生素子の
構成を説明する図である。

【図２】図１，図３の実施例で用いられている半導体の
バンドギャップおよび格子定数を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例の構成を説明する図であ
る。

【図４】本発明の更に他の実施例の構成を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１０，２０，２４：偏極電子線発生素子１２：基板１４：第１半導体１６：第２半導体１８：パッシベーション膜（ＧａＡｓ薄膜）２２：基板（第１半導体）２６：パッシベーション膜（Ａｓ保護膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１半導体と、該第１半導体の上に結晶
成長させられた該第１半導体とは格子定数が僅かに異な
る第２半導体とを備え、該第２半導体に励起光が照射さ
れることによりスピン方向が偏在している偏極電子線を
発生する偏極電子線発生素子において、前記第２半導体をＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ（混晶比ｘ＞０）
にて構成したことを特徴とする偏極電子線発生素子。
【請求項２】前記第２半導体上に、ＧａＡｓ薄膜を備
えたことを特徴とする請求項１の偏極電子線発生素子。
【請求項３】前記第２半導体上に、Ａｓ保護膜を備え
たことを特徴とする請求項１の偏極電子線発生素子。