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気相合成ダイヤモンド薄膜による高効率青色発光デバイスの試作

研究課題

研究課題/領域番号 63850008
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関大阪大学

研究代表者

平木 昭夫  大阪大学, 工学部, 教授 (50029013)

研究分担者 羽場 方紀  (株)明電舎, 開発本部, 課長
中島 重夫  シャープ(株)中央研究所, 部長
川原田 洋  早稲田大学, 理工学部, 助教授 (90161380)
吉永 博俊  大阪ダイヤモンド工業(株), 常務取締役
伊藤 利道  大阪大学, 工学部, 助手 (00183004)
羽馬 方紀  明電舎, 開発本部, 課長
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
19,800千円 (直接経費: 19,800千円)
1990年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1989年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
1988年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
キーワード気相合成ダイヤモンド / カソ-ドルミネッセンス / 発光センタ- / エレクトロルミネッセンス / ド-ピング / 硼素、窒素 / 青色発光デバイス / ショットキ-・ダイオ-ド / エレクトロルミネセンス / LED / 単結晶粒子アレ- / ショットキー・ダイオード / EL
研究概要

この研究では、大阪大学工学部・平木研究所で開発された有磁場マイクロ波プラズマCVD法および通常型マイクロ波プラズマCVD波で良質の結晶ダイヤモンド薄膜(以下CVDダイヤモンドと省略)を合成し、不純物(B、Nなど)の導入、電子線および中性子線の照射、アニ-リングなどによりCVDダイヤモンドの発光センタ-、発光機構など光特性に関する研究を行ない、青色および短波長のエレクトロルミネッセンス・デバイス(ELD)の試作および実用化を検討した。
アンド-プのCVDダイヤモンドからのカソ-ドルミネッセンスは青色領域にピ-ク(2.8ー2.9eV)を持ち、天然IIa型が示すのものと同一である。また、バンド端間還移に起因する自由励起子発光が観測された。硼素、窒素をそれぞれド-プした膜から特徴的な発光が見られ、その発光強度、スペクトルの形はド-プ量、励起密度、温度に依存する。硼素および窒素を同時にド-プした場合、それぞれの特徴的な発光が現われるが、硼素の方が支配的である。ダイヤモンドの発光センタ-は結晶の成長セクタ-に大きく依存することがわかった。アンド-プおよび硼素ド-プによる発光領域は{100}で、窒素によるのは{111}である。これらは、不純物あるいは格子欠陥の分布を反映している。または、高エネルギ-電子線照射によって、窒素を含有するダイヤモンドに点欠陥が導入され、アニ-ルによって様々な強度の高い発光センタ-が形成されている。さらに、CVDダイヤモンド薄膜を用いて、作製したショットキ-・ダイオ-ドから、エレクトルミネッセンスを初めて観測した。この研究によって、気相合成ダイヤモンドの光学特性を深く理解でき、さらに、ダイヤモンド薄膜は青色発光デバイスに非常に適切な材料であることを示している。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,Y.Mori,A.Tomiyama,J.S.Ma,J.Wei,J.Suzuki,and A.Hiraki: "Luminescence and semiconducting properties of plasma CVD diamond" Vacllum. 41. 885-888 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yokota,H.Kawarada,J.S.Ma,K.Nishimuraand A.Hiraki: "Cathodoluminescence imaging of semiconducting diamond formed by plasma CVD" Journal of Crystal Growth. 103. 65-70 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川原田 洋: "ダイヤモンド薄膜による新しい発光素子" 電気学会雑誌. 110. 567-570 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,T.Sogi,H.Matusyama and A.Hiraki: "Cathodoluminescence of Exciton Recombinations and Uibronic Color Centers in Undoped,Boronーdoped CVD Diamonds." SPIEーDiamond Optics. 1325. 152-159 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hiraki,H.Kawarada,J.Wei and J.Suzuki: "Preparation and Characterization of Wide Area, High Quality Diamond Film Using Magnetoactive Plasma Chemical Vapour Deposition" Surface and Coatings Technology. 43/44. 10-21 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,and A.Hiraki: "Intrinsic and Extrinsic Recombination Radiation from Undoped and Boronーdoped Diamonds Formed by Plasma Chemical Vapor Depostion" Applied Physics Letters.57. 1889-1891 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川原田 洋、鈴木 準一、馬 京昇、平木 昭夫、西村 一仁: "人造ダイヤモンド技術ハンドブック 第II篇人造ダイヤモンドの合成と評価(II)ー薄膜. 第3章、第4章" (株)サイエンスフォ-ラム, 396 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平木 昭夫、馬 京昇、横田 嘉宏、森 勇介: "1991年度薄膜電子デバイス年鑑 第3編、第1章・第5節、第2章・第6節" (株)プレスジャ-ナル, 628 (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, K. Nishimura, T. Ito, J. Suzuki, K. S. Mar, Y. Yokota and A. Hiraki: "Blue and Green Cathodoluminescence of Synthesized Diamond Films Formed by Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition" Japanese Journal of Applied Physics. 27. L683-L686 (1988)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, Y. Yokata, Y. Mori, K. Nishimura, T. Ito, J. Suzuki, K. S. Mar, J. Wei and A. Hiraki: "Cathodolumonescence of Vapor-Synthesized Diamond" SPIE-Raman Scattering, Luminescence, and Spectroscopic Instrumentation in Technology. 1055. 162-169 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. S. Ma, H. Kawarada, T. Yonehara, Suzuki, J. Wei, Y. Yokota and A. Hiraki: "Selective Nucleation and Growth of Diamond Particles by Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition" Applied Physics Letters. 55. 1989 (1071)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, Y, Tokota, Y. Mori, K. Nishimura and A. Hiraki: "Cathodoluminescence and Electroluminescence of Undoped and Boron-Doped Diamond Formed with Plasma CVD" Journal of Applied Physics. 67. 983-989 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, Y. Yokota, Y. Mori, A. Tomiyama, J. S. Ma, J. Wei, J, Suzuki and A. Hiraki: "Luminescence and Semiconducting Properties of Plasma CVD Diamond" Vacuum. 41. 885-888 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yokota, H. Kawarada J. S. Ma, K. Nishimura and A. Hiraki: "Cathodoluminescence Imaging of Diamond Formed by Plasma CVD" Journal of Crystal Growth. 103. 65-70 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, Y. Yokota, T. Sogi, H. Matusyama and A. Hiraki: "Cathodoluminescence of Exciton Recombination and Vibronic Color Centers in Undoped and Boron-Doped CVD Diamonds" SPIE-Diamond Optics. 1325. 152-159 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hiraki, H. Kawarada, J. Wei and J. Suzuki: "Preparation and Characterization of Wide Area, High Quality Diamond Film Using Magnetoactive Plasma Chemical Vapor Deposition" Surface and Coatings Technology. 43/44. 10-20 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, Y. Yokota and A. Hiraki: "Intrinsic and Extrinsic Recombination Radiation from Undoped and Boron-Doped Diamonds Formed by Plasma Chemical Vapor Deposition" Applied Physics letters. 57. 1889-1891 (1990)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kawarada, J. S. Ma, T. Yonehara and A. Hiraki: "Selective Nucleation of Single Crystal CVD Diamond and Its Applicability to Semiconductor Devices" Proceedings of materials Research Society. 162. 195-200 (1990)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yokota, H. Kawarada and A. Hiraki: "Effect of Doping with Nitrogen and Boron on Cathodoluminescence of CVD Diamond" Proceedings of Materials Research Society. 162. 231-236 (1990)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Mori, H. Kawarada and A. Hiraki: "Properties of CVD diamond/Metal interfaces" Proceedings of Materials Research Society. 162. 353-358 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. S. Ma, H. Kawarada, T. Yonehara, J. Suzuki, J. Wei, Y. Yokota, H. Mori, H. Fujita and A. Hiraki: "Interfacial Structures and Selective Growth of Diamond Particles Formed by Plasma-Assisted CVD" Applied Surface Science. 41/42. 572-579 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yokota, H. Kawarada, J. S. Ma, K. Nishimura and A. Hiraki: "Cathodoluminescence Imaging of Semiconducting Diamond Formed by Plasma CVD" Journal of Crystal Growth. 103. 65-70 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,Y.Mori,A.Tomiyama,J.S.Ma,J.Wei,J.Suzuki,and A.Hiraki: "Luminescence and semicomducting properties of plasma CVD diamond" Vacuum. 41. 885-888 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yokota,H.Kawarada,J.S.Ma,K.Nishimura and A.Hiraki: "Cathodo Luminescence imaglug of semiconducting diamond formed by plasma CVD" Journal of Crystal Growth. 103. 65-70 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田 洋: "ダイヤモンド薄膜による新しい発光素子" 電気学会雑誌. 110. 567-570 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawaraka,Y.Yokota,T.Sogi,H.Matusyawa and A.Hiraki: "Cathodo Luminescence of Exciton Recombinations and Vibronic Color Centers in Undoped,Boronーcloped CVD Diamonds." SPIEーDiamond Optics. 1325. 152-159 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hiraki,H.Koubrada,J.Wei and J.Suzuki: "Preparation and Characterization of Wide Area,High Quality Diamond Film Using Magnetoactive Plasma Chemicol Vaporer Deposition" Surfaee and Coatings Technology. 43/44. 10-21 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.kota,and A.Hiraki: "Intrinsic and Extrinsic Recombination Radiation from Undoped and Boronーdoped Diamonds Formed by Plasma Chemical Vapor Deposition." Applied Physics Letters.57. 1889-1891 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,Y.Mori,K.Nishimura,T.Ito,J.Suzuki,K.S.Mar,J.Wei,and A.Hiraki: "Cathodoluminescence of Vapour-Synthesized Diamond" SPIE-Raman Scuttering,Luminescence,and Spectroscopic Instrumentation in Technology. 1055. 162-169 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] J.S.Ma,H.Kawarada,T.Yonehara,J.Suzuki,J.Wei,Y.Yokota,and A.Hiraki: "Selective Nucleation and Growth of Diamond Particles by Plasma-Assisted Chemical Vapour Deposition" Appl.Phys.Lett.55. 1071-1073 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,Y.Mori,K.Nishimura,and A.Hiraki: "Cathodoluminescence and Electroluminescence of Undoped and Boron-Doped Diamond Formed with Plasma CVD" J.Appl.Phys.66. 983-989 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada,Y.Yokota,Y.Mori,J.Suzuki,J.S.Ma,A.Tomiyama,J.Wei,and A.Hiraki: "Luminescence and Semiconducting Properties of CVD Diamonds" Vacuum. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada,J.S.Ma,T.Yonehara,and A.Hiraki: "Selective Nucleation of Single Crystal CVD Diamond and Its Applicability to Semiconductor Devices" Mat.Res.Soc.Sym.Proc.(1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田洋、横田嘉宏、森勇介、平木昭夫: "ダイヤモンド薄膜の発光素子への応用" 電子材料. 28. 69-73 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Kawarada;Kazuhito Nishimura;Toshimichi Ito;Jun-Ichi Suzuki;Krug-Shurg Mar;Yoshihiro Yokota;Akio Hiraki: Jpn.J.Appl.Phys. 27. L683-L686 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada;K.Nishimura;K.S.Mar;Y.Yokota;J.Suzuki;T.Ito;A.Hiraki: Proc.Mat.Res.Soc.EAー15. 89-92 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada;Y.Yokota;Y.Mori;K.Nishimura;T.Ito;J.Suzuki;K.S.Mar;J.Wei;A.Hiraki: Proc.SPIE's Symposium on Lasers and Optics. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawarada;K.Nishimura;Y.Yokota;K.S.Mar;J.Suzuki;T.Ito;A.Hiraki: Proc.1st Int.Conf.on the New Diamond Science and Technology. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 川原田洋,西村一仁,馬京昇,平木昭夫: "第4章II電子顕微鏡法およびカソードルミネッセンスによるダイヤモンド薄膜の評価「人造ダイヤモンド技術ハンドブック」" サイエンス・フォーラム, 232-242 (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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