2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of a multi-dimensional and scale singularity structure in crystals and understanding of its mechanism
Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
Project/Area Number |
16H06416
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Research Institution | Meijo University |
Principal Investigator |
上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 哲也 名城大学, 理工学部, 教授 (10583817)
岩谷 素顕 名城大学, 理工学部, 教授 (40367735)
本田 善央 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (60362274)
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Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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Keywords | GaN / ナノワイヤ / 量子殻 / 半導体レーザー / 結晶成長 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では,本研究グループがこれまで開拓を行ってきた窒化物半導体によるマルチスケール特異構造の作製機構を理解し学問的に発展させ、さらには新機能デ バイスの創出を目指す。現在、窒化物系量子殻・ナノワイヤ結晶の作製と成長機構の理解、サブナノスケールのポーラスSiC結晶の作製と不純物レベル間の光物性評価、X線その場観 察を利用したヘテロ接合形成時の界面特異構造の形成機構解明等、多次元かつマルチスケールの特異構造の作製と その形成メカニズ ムの解明、また光物性制御に関する研究を推進した。 窒化物系量子殻・ナノワイヤ結晶の作製と成長機構解明が昨年度までにほぼ完成の域に達したので、2020年度は量子殻の光学特性向上や、半導体発光デバイスへの応用に関して注力した。2019年度にはAlGaN下地殻の挿入による光学特性の改善を報告したが、2020年度はGaInN量子井戸とGaNバリアの成長温度シーケンスの最適化、また昇温時のGaInN量子井戸の熱分解を抑制するための、AlGaNスペーサ挿入により、さらなる光学特性の向上を実現した。一方、デバイス応用のために、p-GaN埋め込み型とトンネル接合経由のn-GaN埋め込み型の2種類の積層構造による電流注入の検討を行った。前者は成長が容易でp-GaN中のアクセプタの活性化も問題なくできるが、電気抵抗が高いため動作電圧上昇、電流が上部に偏る、さらにはレーザーの導波路を形成した際の光伝搬損失増大などの課題がある。他方、n-GaN埋め込み型は、低電気抵抗、均一な電流注入、低光損失など利点を持つが、p-GaN上にn-GaNを成長すると水素の脱出経路が遮断されるため、p-GaN中のアクセプタの活性化が困難という課題もある。2020年度は前者、すなわちp-GaN埋め込み型において、青色量子殻レーザーを作製し、室温パルス発振が達成できたことが最大の成果である。
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Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(51 results)
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[Journal Article] Characterizations of GaN nanowires and GaInN/GaN multi-quantum shells grown by MOVPE2020
Author(s)
N. Goto, W. Lu, H. Murakami, M. Terazawa, J. Uzuhashi, T. Ohkubo, K. Hono, S. Kamiyama, T. Takeuchi, M. Iwaya, I. Akasaki
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 59
Pages: SGGE05
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Room-temperature operation of AlGaN ultraviolet-B laser diode at 298 nm on lattice-relaxed Al0.6Ga0.4N/AlN/sapphire2020
Author(s)
K. Sato, S. Yasue, K. Yamada, S. Tanaka, T. Omori, S. Ishizuka, S. Teramura, Y. Ogino, S. Iwayama, H. Miyake, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, I. Akasaki
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Journal Title
Applied Physics Express
Volume: 13
Pages: 031004
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] MOVPE growth of n-GaN cap layer on GaInN/GaN multi-quantum shell LEDs2020
Author(s)
N. Goto, N. Sone, K. Iida, W. Lu, A. Suzuki, H. Murakami, M. Terazawa, M. Ohya, S. Kamiyama, T. Takeuchi, M. Iwaya, I. Akasaki
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Journal Title
Journal of Crystal Growth
Volume: 539
Pages: 125571
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Internal loss of AlGaN-based ultraviolet-B band laser diodes with p-type AlGaN cladding layer using polarization doping2020
Author(s)
T. Omori, S. Ishizuka, S. Tanaka, S. Yasue, K. Sato, Y. Ogino, S. Teramura, K. Yamada, S. Iwayama, H. Miyake, M. Iwaya, T. Takeuchi, S. Kamiyama, I. Akasaki
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Journal Title
Applied Physics Express
Volume: 13
Pages: 071008
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] High-quality AlInN/GaN distributed Bragg reflectors grown by metalorganic vapor phase epitaxy2020
Author(s)
T. Akagi, Y. Kozuka, K. Ikeyama, S. Iwayama, M. Kuramoto, T. Saito, T. Tanaka, T. Takeuchi, S. Kamiyama, M. Iwaya, I. Akasaki
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Journal Title
Applied Physics Express
Volume: 13
Pages: 125504
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Crystal growth of n-GaN on nanowire-based light emitter including multiple-quantum-shell and tunnel junction2021
Author(s)
Y. Miyamoto, N. Sone, W. Lu, K. Ito, R. Okuda, K. Iida, M. Ohya, K. Okuno, K. Mizutani, S. Kamiyama, T. Takeuchi, M. Iwaya and I. Akasaki
Organizer
SPIE Photonics West 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Improvement of device performance in UV-B laser diodes2021
Author(s)
M. Iwaya, S. Tanaka, Y. Ogino, M. Shimokawa,K. Yamada, T. Omori, S. Ishizuka, S. Teramura,K. Sato, S. Iwayama, T. Takeuchi, S. Kamiyama,I. Akasaki, H. Miyake
Organizer
SPIE Photonics West 2021
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Device fabrication for multiple quantum shell nanowires based laser diodes2021
Author(s)
R. Okuda, W. Lu, N. Sone, Y. Miyamoto, K. Ito, K. Iida, M. Ohya, K. Okuno, K. Mizutani, S. Kamiyama, T. Takeuchi, M. Iwaya and I. Akasaki
Organizer
SPIE Photonics West 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] トンネル接合を用いた量子殻レーザの実現に向けたn-GaNへの電極形成に関する検討2021
Author(s)
神野幸美, 奥田廉士, 水谷浩一, 奥野浩司, 飯田一喜, 宮本義也, 山村志織, 曽根直樹, 伊藤和真, 勝呂紗衣, Weifang Lu、中山奈々美、上山智、竹内哲也、岩谷素顕、赤崎勇
Organizer
第68回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] サファイア基板上AlGaN材料UVBレーザダイオード の構造検討2020
Author(s)
佐藤恒輔,山田和輝, 石塚 彩花,田中隼也, 大森智也, 手良村昌平, 岩山章, 三宅秀人,岩谷 素顕, 竹内哲也, 上山智, 赤﨑勇
Organizer
第81回応用物理学会秋季学術講演会
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