2019 Fiscal Year Annual Research Report
フォノン機能制御による窒化物半導体光素子の基盤科学技術開拓
| Project/Area Number |
17H02772
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
石谷 善博 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (60291481)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | フォノン / THz輻射 / ２波長ラマン分光 / 表面マイクロ構造 / 励起子ダイナミクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
半導体表面のストライプ型メサ構造でメサ底部に金属蒸着した試料からのTHz波輻射では，アンドープGaAsの縦光学（LO）フォノン共鳴輻射に加え，ｎ型GaAsでLOフォノン‐プラズモン結合(LOPC)モード共鳴の輻射，間接遷移型のｎ型GaPでLOPCモードでなくLO共鳴の輻射が得られた。またGaInPではGaP様・InP様LOモードに共鳴する2ピークを持つ輻射が得られた。これらの結果は，間接遷移型混晶半導体の光励起による2種LOモードの生成と価電子帯間遷移の量子干渉による電磁誘起透明化に伴うTHz帯電磁誘起透明化が可能であること，具体的にAlInPが対象となることを示す。
励起子安定性では，フォノン過程を取り入れた我々の励起子ダイナミクス計算コード（PXRモデル）により，励起子輻射再結合速度の温度依存性に対する支配要因を解明した。発光層の適量のｎ型ドープにより輻射再結合速度を最大化できることを示した。金属/半導体－表面ストライプにより励起子運動量を変調できることが分かった。しかし，制御方法で未解明点が残り，これは今後の課題である。量子井戸からのキャリア取出しでは，フォトルミネッセンスと光電流の同時測定が可能となったが詳細の制御課題は残った。
フォノン整流では，結晶界面欠陥の影響が課題となった。GaInN/GaN界面の格子不整合転位でフォノン輸送が妨げられることがラマンイメージングから分かり，温度上昇の定量評価方法が開拓された。この結果は，Appl. Phys. Lett.誌で注目論文指定となった。超格子界面を用いたLOモード輸送制御では，ラマン装置環境温度安定性が1℃では不十分で，更なる安定化とマッピング像補正解析が必要となった。このため，LOモード状態密度の不連続性制御が2種AlInN/GaInN超格子界面で可能なことが理論的に示されたが，実験的には今後の課題となった。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
[Journal Article] Energy transport analysis in a Ga0.84In0.16N/GaN heterostructure using microscopic Raman images employing simultaneous coaxial irradiation of two lasers2020
Author(s)
Shungo Okamoto, Naomichi Saito, Kotaro Ito, Bei Ma, Ken Morita , Daisuke Iida, Kazuhiro Ohkawa, and Yoshihiro Ishitani,
-
Journal Title
Applied Physics Letters,
Volume: 116
Pages: 142107,1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
[Journal Article] Temperature and laser energy dependence of the electron g-factor in intrinsic InGaAs/InAlAs multiple quantum wells2019
Author(s)
K. Morita, A. Okumura, H. Takaiwa, I, Takazawa, T. Oda, T. Kitada, M. Kohda, and Y. Ishitani
-
Journal Title
Applied Physics Letters ,
Volume: 115
Pages: 012404,1-4
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
