窒化物半導体の電子状態・光学特性の理論解析とデバイス構造提案
Publicly Offered Research
| Project Area | Optoelectronics Frontier by Nitride Semiconductor -Ultimate Utilization of Nitride Semiconductor Material Potential- |
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| Project/Area Number |
21016006
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山口 敦史 金沢工業大学, ものづくり研究所, 教授 (60449428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 一信 京都大学, 工学研究科, 助教 (30534250)
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| Project Period (FY) |
2009 – 2010
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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| Budget Amount *help |
¥6,600,000 (Direct Cost: ¥6,600,000)
Fiscal Year 2010: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
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| Keywords | 窒化物半導体 / 偏光特性 / 価電子帯 / 深紫外LED / 緑色レーザ / 半導体レーザ / InGaN / AlGaN |
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| Research Abstract |
窒化物半導体は、AlN、GaN、InNおよびこれらの混晶を用いることにより、原理的には深紫外光から赤外光までの幅広い波長の光を発する素子を作製することが可能である。しかしながら、実際の素子開発においては、近紫外～緑青色以外の領域で実用レベルの特性をもつレーザーダイオード(LD)が実現されていない。この問題は結晶成長に起因する部分が大きいと考えられるが、デバイス構造設計によって飛躍的な進歩が得られる可能性も大いにある。我々は、深紫外(AlGaN系)、緑～黄色(In組成が比較的小さいInGaN系)、赤外(In組成が大きいInGaN系)の3つの領域の各々について、活性層の構造設計により電子状態を制御し、偏光特性や光学利得特性を素子に最も適した状態にすることを目的とし、理論研究を遂行している。AlGaN系については、c面上および無極性面上のLDに関して、活性層の電子状態のより深い理解により光学利得を最大化するための構造設計指針を明らかにした。また、InGaN系については、素子構造設計をする上で重要な材料パラメータが未だ正確に決定されていないという事情があるので、まずは材料パラメータに敏感である偏光特性の実験結果から材料パラメータの情報を引き出し、光学特性予測にまで展開する理論的アプローチを構築した。また、AO2班の上殿グループとの連携により、最も重要な材料パラメータである変形ポテンシャルに関して第一原理計算による理論計算を行い、広く用いられている擬立方晶近似の妥当性等に関して物理的な考察を行った。
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Report
(2 results)
Research Products
(28 results)
