2017 Fiscal Year Annual Research Report
The plasmonic extraordinary transmission phenomenon of III-nitride semiconductors and application to UV emitting devices
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15H03556
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
平松 和政 三重大学, 工学研究科, 教授 (50165205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 秀人 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 教授 (70209881)
元垣内 敦司 三重大学, 工学研究科, 准教授 (00303751)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / 極性 / 非極性 / 窒化アルミニウム / 表面プラズモン / 金属 / 回折格子 / プラズモン誘導光透過 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
短波長紫外域（300nm以下）の半導体固体光源（LED、LD、電子線励起素子）は、殺菌、光触媒、バイオ、計測など医療・環境分野に不可欠であるが、発光効率、発光出力、信頼性が低いことが普及化への障害となっている。この主原因は、発光層のAlGaNの①低抵抗p形、②光取出し効率向上、③偏光特性制御の課題が未解決であることにある。一方、申請者は2層形金属ワイヤグリッド偏光子（2WGP）を用いた表面プラズモンによる異常光透過（ ここではプラズモン誘導光透過と呼ぶ）を実証した。この成果を紫外光源の課題解決に適用する。研究目的は、 ① 原子レベル平坦性を有する極性・非極性AlGaN高品質結晶作製、② AlGaN結晶上の2WGPによるプラズモン誘導光透過の実現、③偏光制御、高効率を有する高性能紫外域光デバイスの実現を目指す。本研究では極性並びに非極性含めたAlGaN窒化物半導体の高品質結晶とAlGaN結晶上の2層形金属ワイヤグリッド偏光子（WGP）構造でのプラズモン誘導光透過現象の実証と、さらにその現象を適用した紫外線発光素子の作製を目指し、本年度は以下のような成果を得た。まず結晶成長に関してはスパッタ法によるAlNの結晶成長を行い、その後アニールや結晶成長を行うことで、高品質なAlN基板結晶を得ることができた。これを用いることで極性・非極性AlGaN高品質結晶作製を得るための見通しを得ることができた。また、ワイヤーグリッド構造を用いた光学素子作製に関しては、金と銀では伝搬型表面プラズモンの発生メカニズムが異なることと金を用いた回折格子構造で高感度のセンサーを実現できることが明らかになり、これらに知見を利用して紫外線発光素子への応用に目途をつけることができた。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(30 results)
