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nGaN nanorod-based energy-harvesting/energy-saving devices/systems

Research Project

Project/Area Number 18F18347
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

天野 浩  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60202694)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) AVIT GEOFFREY  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-11-09 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
KeywordsInGaN / ナノロッド / トップダウン方式 / マイクロLEDディスプレイ
Outline of Annual Research Achievements

これまで、以前Geoffrey Avit氏が学生として所属していたフランスクレルモンオーベーニュ大学では、ハロゲン気相成長法を用いてInGaNナノロッドの成長を行ってきたが、pn接合が出来ないため、LED作製が出来なかった。当研究室が持つ有機金属化合物気相成長(MOVPE)法によるナノロッド成長ではLED作製は可能であるが、従来のボトムアップ的手法での作製では、c面のほかに半極性面や無極性面にも成長する。それぞれの面で成長速度やInの取り込まれが変化することから発光波長が複数になり、ディスプレイに必要な単色性で半値幅の狭いナノロッドLEDができないという課題があった。同氏は当研究室のMOVPE装置を用いてc面上にInGaN/GaN多重量子井戸(MQW)を成長後、トップダウン的にエッチングすることにより、アキシャルタイプのナノロッドを作製する方法を用いた。エッチングパターンの作製には、従来の電子線描画に比べて圧倒的に生産性の高いナノインプリントを用いた。トップダウンで作製したMQWは(0001)面のみのため、幅の狭い単一ピークの発光が観察された。さらに興味深いことに、ナノロッド直径を1000 nmから100 nmと細くするにつれてブルーシフトし、例えば加工前の二次元のc面MQWの場合575 nmであったものが、200 nm径のナノロッドでは545 nmと30 nmもの短波長側へのシフトが観測された。この原因は、1.ナノロッド化による歪緩和の影響、あるいは、2.側壁部空乏層の広がりによる空乏化に基づくサイズ効果が考えられる。トップダウンによるナノロッド作製法は、応用上、ナノロッド径制御による簡易な発光波長制御が期待される。
そのほか、下地のn-GaN層、上のp-GaN層、p+n+のトンネル接合、AlCを用いたSi基板上へのGaNの成長などを行った。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] クレルモンオーベーニュ大学(フランス)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Scalable fabrication of GaN on amorphous substrates via MOCVD on highly oriented silicon seed layers2020

    • Author(s)
      Hainey Mel、Robin Yoann、Avit Geoffrey、Amano Hiroshi、Usami Noritaka
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 535 Pages: 125522-125522

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2020.125522

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Growth and properties of InGaN based nanorods for LEDs: comparison between core/shell and axial MQWs structures2019

    • Author(s)
      Geoffrey Avit, Yoann Robin, Yaqiang Liao, Léo Mostépha, Boris Michalska, Agnès Trassoudaine, Shuggo Nitta and Hiroshi Amano
    • Organizer
      SSDM2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of InGaN nanowires and nanostructures to achieve high indium content and high crystal quality for optoelectronic devices2019

    • Author(s)
      Geoffrey Avit, Yoann Robin, Mohammed Zeghouane, Léo Mostéfa, Boris Michalska, Yamina Andre, Dominique Castelluci, Agnès Trassoudaine, and Hiroshi Amano
    • Organizer
      ICMaSS2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-11-12   Modified: 2024-03-26  

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