2016 Fiscal Year Annual Research Report
フォノン科学による特異構造3次元分光評価と応用欠陥物性
| Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
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| Project/Area Number |
16H06425
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
石谷 善博 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (60291481)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠塚 雄三 和歌山大学, システム工学部, 教授 (30144918)
MA BEI 千葉大学, 大学院工学研究科, 助教 (90718420)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | フォノンダイナミクス / 欠陥評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、結晶の特異構造解析およびキャリアダイナミクス評価をフォノン系に着目して行い、低次元のから３次元までの結晶欠陥やプロセスによる作りこみ構造までの特異構造の近傍における歪やキャリア散乱場の評価、フォノン・キャリアダイナミクスの制御方法の提案を目的としている。研究方法では、実験的にはこれまでの赤外分光を特異構造評価に向けて発展させ、また顕微ラマン分光など局所評価装置を導入して、特異構造の３次元評価を進め、発光解析なども援用して行う。また第一原理計算やフォノン・キャリアダイナミクスの理論計算を行い、実験・理論から総合的に研究を進める。平成28年度はフォノンダイナミクスに基づく特異構造の実験的・理論的評価基盤の整備を目標とした。赤外分光特異構造評価ではFDTD法を用いた3次元電磁場計算による金属/半導体複合構造や加工基板について赤外反射スペクトル解析からこれらの特異構造解析手法が提案された。特に、表面・界面のフォノンを用いたポラリトンを用い、我々が提案した界面分極を考慮した誘電関数の理論式が解析に必要であることを実証した。また、共焦点ラマン分光による3次元欠陥構造評価が開始された。更に、キャリア・フォノン輸送を考慮した励起子解離速度の解析コードが構築され、GaNの蛍光寿命が励起子の高次量子準位のポピュレーション生成により長くなり、局所的フォノン場の解析が必要であることが分かった。フォノン輸送制御では、超格子によるフォノン分散が計算され、フォノンの粒子近似によるヘテロ界面での輸送速度の異方性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キャリアダイナミクスでは励起子系ダイナミクスの理論計算、実験的検討が進み、欠陥評価ではフォノンポラリトンを用いた新たな電極・結晶界面評価方法の開拓、欠陥周りのフォノンダイナミクス評価の第一歩を歩みだすことができた。またラマン分光装置が納入され、評価方法の開拓が開始された。これらのことから、概ね順調に進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラマン分光装置は、H29年度に紫外レーザを導入し、ポンプ・プローブの2レーザ光導入が可能となるシステムが完成する。これを用いてフォノンダイナミクスに着目した欠陥評価を進める。
またフォノン制御に焦点を合わせたキャリアダイナミクス評価方法の検討を進める。
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