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2008 Fiscal Year Annual Research Report

光制御のための半導体ナノ構造作製

Research Project

Project/Area Number 18560353
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

上山 智  Meijo University, 理工学部, 教授 (10340291)

KeywordsLED / 半導体 / 光取り出し効率 / 電子線露光 / モスアイ構造
Research Abstract

周期300nmの三角格子配置を有するモスアイ構造の作製方法を検討し、テーパー角度制御のためのエッチングマスク材構成を最適化することができた。この作製方法を用いて、SiC、AlInP、サファイアにモスアイ構造を作製することが可能となった。
理論計算によって予測された光透過率の角度依存性、光取出し効率の周期依存性は、実験値と定性的に一致することが確認できた。
SiC基板上青色LEDの光取出し面にモスアイ構造を形成すると、光出力が100%向上することを実証できた。また、サファイア基板上の青色LEDにおいては、光出力は50%向上することも合わせて実証できた。両者の違いは基板材料の屈折率の違いに起因するものであり、理論からも同様の違いが予測される。
さらに、周期が500nm-600nmの範囲においては、モスアイ構造において反射される光が周期によって決定されるブラッグの回折条件を満たす反射角に変化することを見出し、高反射メタルによる反射板をモスアイ構造に対向する面に形成すると、光取出し効率が大きく増加することがわかった。SiC基板上青色LEDにこれを適用すると240%の光出力向上を得ることができた。

  • Research Products

    (4 results)

All 2009 2008

All Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Presentation] モスアイ構造の作製と半導体発光素子への応用2009

    • Author(s)
      上山智、瀬古知世、馬渕翔、岩谷素顕、天野浩、赤崎勇、寺前文晴、近藤俊行
    • Organizer
      第161委員会、第162委員会合同研究会
    • Place of Presentation
      鳥羽
    • Year and Date
      2009-03-14
  • [Presentation] Fabrication technique for moth-eye structure using low-energy electron-beam projection lithography for high-performance blue-light-emitting diode on SiC substrate2009

    • Author(s)
      T. Seko, S. Mabuchi, F. Teramae, A. Suzuki, Y. Kaneko, R. Kawai, S. Kamiyama, M. Iwaya, H. Amano, I. Akasaki
    • Organizer
      SPIE Photonics West. 2009
    • Place of Presentation
      サンノゼ(米国)
    • Year and Date
      2009-01-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発光素子、発光素子用サファイア基板及び発光素子用サファイア基板の製造方法2008

    • Inventor(s)
      上山智, 岩谷素顕, 天野浩, 赤崎勇, 鈴木敦志, 金子由基夫
    • Industrial Property Rights Holder
      エルシード(株)
    • Industrial Property Number
      特願2008-242943
    • Filing Date
      2008-09-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発光素子及びその製造方法2008

    • Inventor(s)
      上山智, 岩谷素顕, 天野浩, 赤崎勇, 鈴木敦志, 寺前文晴, 北野司, 近藤俊行
    • Industrial Property Rights Holder
      名城大学
    • Industrial Property Number
      特願2008-283595
    • Filing Date
      2008-11-04

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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