• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

ワイドバンドギャップ半導体光デバイス用超格子共鳴トンネル電極の実用開発

Research Project

Project/Area Number 14750011
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

阿部 友紀  国立大学法人鳥取大学, 工学部, 助手 (20294340)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2004: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords共鳴トンネル効果 / 半導体超格子 / ZnSe系ワイドギャップ半導体 / MBE成長
Research Abstract

ZnSe系II-VI族ワイドギャップ半導体による新光デバイス(青-緑レーザ/発光ダイオード,青-紫外線光検出器など)は、次世代マルチメディアシステムで必須となる高速大容量光ディスクシステム構築のキーデバイスとして期待されている。しかしながら、基板とZnSe系成長層との組み合わせから上記光デバイスの基板はn型GaAs, ZnSeに制約されており,上部電極コンタクト層にトンネル効果を利用した「超格子電極」を設ける必要がある。このような現在のデバイス構造においては、超格子電極に起因したレーザの素子劣化、光センサーの吸収損失といった重要な問題を抱えている。
本研究の基盤技術である「超格子電極」は、表面電極金属からの電子・正孔注入時の大きなショットキ障壁を避けることができない材料系にいおいて、半導体超格子の共鳴トンネル現象を利用して電子・正孔の高密度注入を可能とするものである。本研究代表者は、分子線エピタキシー(MBE)による原子層レベルの結晶成長技術と有限要素法による理論シミュレーション技術を組み合わせることにより、実用レベルの最適電極構造を開発した。
さらに本研究では、新たにp型GaAs基板結晶からp型ZnSe成長層への正孔注入障壁低減を目的として、成長界面に「共鳴トンネル超格子層」を導入する。本技術の確立により、現在までp型基板上では実現し得なかった新規デバイス構造の採用が可能となった。その結果ZnSSe系PIN型光検出器、ZnSSe系アバランシェフォトダイオード、およびZnSSe : Te/ZnMgSSeダブルヘテロ構造発光ダイオードにおいて、デバイス上部の光吸収損失を低減することができ、受光感度の向上および発光効率の向上を実現した。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2005 Other

All Journal Article (1 results) Publications (9 results)

  • [Journal Article] High Gain and High Sensitive Blue-Ultraviolet Avalanche Photodiodes (APDs) of ZnSSe n+-i-p Structure MBE Grown on p-Type GaAs Substrates2005

    • Author(s)
      Tomoki ABE, Koshi ANDO, K.IKUMI, H.MAETA, J.NARUSE, K.MIKI, A.EHARA, H.KASADA
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Letters 44・17

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] T.Abe, Y.Ohmura, K.Sasaibe, H.Kasada, K.Ando: "New blue-ultraviolet PIN photodiodes of II-VI widegap compounds ZnSSe using p-type GaAs substrates grown by molecular beam epitaxy"phys.stat.sol.(c). 1・4. 1054-1057 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Abe, Y.Ohmura, K.Sasaibe, H.Kasada, K.Ando: "Enhanced quantum-confined Stark effect in ZnSe/ZnMgSSe asymmetric coupled quantum wells for blue-ultraviolet optical modulators"phys.stat.sol.(c). 1・4. 1058-1061 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Adachi, K.Ando, T.Abe, S.Tsutsumi, N.Inoue, H.Kasada, K.Katayama, T.Nakamura: "Slow mode degradation mechanism of ZnSe based white LEDs"phys.stat.sol.(b). 241・3. 455-462 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Abe, H.Yamada, N.Itano, T.Kusuhara, H.Kasada, K.Ando: "Widegap II-VI compound optical modulators of ZnSe/ZnMgSSe single and asymmetric-coupled quantum wells"phys. stat. sol. (b). 229・2. 1081-1084 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.C.Lee, T.Abe, N.Kaneko, M.Adachi, M.Watanabe, Y.Fujita, H.Kasada, K.Ando: "Efficient blue-green light emitting diodes of ZnSSe : Te/ZnMgSSe DH structure grown by molecular beam epitaxy"Jpn. J. Appl. Phys.. 41・3A. 1359-1364 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ando, H.Ishikura, Y.Fukunaga, T.Abe, H.Kasada: "Highly efficient blue-ultraviolet photodetectors based on II-VI wide-bandgap compound semiconductors"phys. stat. sol. (b). 229・2. 1081-1084 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.Ishikura, Y.Fukunaga, T.Kubota, M.Adachi, T.Abe, H.Kasada, K.Ando: "Blue-violet Avalanche-photodiode (APD) and its ionization coefficients in II-VI wide bandgap compound grown by molecular beam epitaxy"phys. stat. sol. (b). 229・2. 1085-1088 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.C.Lee, N.Kaneko, M.Watanabe, Y.Fujita, T.Abe, H.Ishikura, M.Adachi, H.Kasada, K.Ando: "High efficiency and long-lived green and blue light emitting diodes based on ZnSSe : Te active layer grown by molecular beam epitaxy"phys. stat. sol. (b). 229・2. 1043-1047 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Adachi, H.Yukitake, M.Watanabe, K.Koizumi, H.C.Lee, T.Abe, H.Kasada, K.Ando: "Mechanism of slow-mode degradation in II-VI wide bandgap compound based blue-green laser diodes"phys. stat. sol. (b). 229・2. 1049-1053 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

URL: 

Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi