2015 Fiscal Year Annual Research Report
ドレスト光子Si製LEDの光新機能発現の為の微視・巨視構造接続工学の開拓
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15K13374
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大津 元一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70114858)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成瀬 誠 国立研究開発法人情報通信研究機構, 光ネットワーク研究所, 研究員 (20323529)
香取 眞理 中央大学, 理工学部, 教授 (60202016)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | シリコン / 間接遷移 / フォノン / アニール / 偏光 / 格子定数 / 確率モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドレスト光子フォノン（DPP）援用アニール法によりSi製の高効率・高パワーLEDを作製し、このLEDが示すに光子複製（Photon breed: PB）の新機能を説明するため、DPP発生源としてのボロン(B)のSi結晶中での空間分布を高分解能測定した。その結果、B原子は対をつくり、2つのB原子の距離はSi結晶格子定数の3倍であることがわかった。これは伝導帯中の電子が、3つのフォノンと運動量を授受し、発光することを示し、まさにPBの原因になっていることが確認された。また、B原子対はDPP援用アニールの際に照射する光の入射方向と垂直面内に配列することがわかった。これが発光の際の光子の運動量に関するPBの原因であることが確認された。さらに、DPP援用アニールの際に直線偏光を照射した場合、B原子対は偏光方向と垂直方向に向くことがわかった。これが発光の際の光子のスピン(偏光)に関するPBの原因であることが確認された。
次に、これまでのDP理論に加え、メゾスコピック領域を記述する新しい数理科学モデルを構築し現象解明を試みた。具体的には、DPP援用アニール中の B の熱拡散と対形成を格子上をランダムウォークする粒子集団の凝集プロセスとしてシミュレートする独自の確率モデルを構築し、実験結果と整合した傾向を得ることに成功した。また、ドレスト光子（DP）を介したランダム媒質中のエネルギー移動の統計モデルを構築し、DPと伝搬光ではパーコレーションの傾向が明確に異なることを新規に見出した。
以上を統合し光新機能発現に最適な光・物質融合状態を微視的構造から巨視的構造に接続する基本的条件を明確化することができた。
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