2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optical properties of (Al,In,Ga)N-based semiconductors studied by spectroscopy under various perturbation fields
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15K17460
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
石井 良太 京都大学, 工学研究科, 助教 (60737047)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 励起子 / 窒化物半導体 / 摂動下分光法 / 発光ダイオード / レーザダイオード / ダイヤモンド / 一軸性応力 / 光物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(Al,In,Ga)N系半導体は青色発光ダイオードの材料であり，その混晶組成比を制御することで紫外～近赤外領域の発光デバイスも作製可能である．しかしながら，青色領域以外で高効率発光デバイスは実現されていないのが現状であり，この問題を解決するために当該材料の光物性解明が望まれている．
(Al,In,Ga)N系発光デバイスにおいては，量子閉じ込め効果・変形ポテンシャル効果・歪み誘起内部電界・ポテンシャル揺らぎ・非輻射再結合中心の空間分布といった様々な物理現象が光物性に関わっており，どの物理現象が支配的かを知ることが極めて重要である．しかしながら，複数の物理現象が競合するときに最も支配的な物理現象を抽出することは通常困難であるといった問題が存在した．
そこで本研究では，摂動下分光法によって個々の物理現象の強さを変化させることで，最も支配的な物理現象を抽出し，(Al,In,Ga)N系発光デバイスの高効率発光に繋がる知見の獲得を目的とする．
今年度は，昨年度構築した応力下分光測定系，電場下分光測定系，および光照射下分光測定系を用いて，(Al,In,Ga)N系半導体やダイヤモンド等の光物性を評価した．また，新たな光学系として可視励起分光測定系，深紫外時空間分解フォトルミネッセンス測定系，および深紫外近接場分光測定系の構築に取り組んだ．本研究を通して，緑色発光InGaN量子井戸構造の緩和・再結合ダイナミクスの新しいモデルの提唱，深紫外発光AlGaNの再結合ダイナミクスの時空間的考察，ダイヤモンドの励起子微細構造に関する新しいモデルの提唱，といったことを行った．
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