2020 Fiscal Year Annual Research Report
深紫外プラズモニクスの基盤創成と高効率深紫外発光素子への応用
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18H01903
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
岡本 晃一 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50467453)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 静雄 京都大学, 工学研究科, 教授 (20135536)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プラズモニクス / 深紫外 / 酸化物半導体 / 発光素子 / 量子構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1).ミストCVD装置を用いて、強い深紫外発光特性をもつ酸化物半導体の極薄多重量子井戸の作製に成功した。極低温においては従来の結果をはるかに上回る発光強度が得られた。極低温において得られた発光強度は、室温下では著しく低下するが、表面プラズモンナノ構造と共鳴させることによって、室温においても高効率発光が得られる可能性があることを示した。
(2).深紫外波長域におけるプレキシトンの効果を最大限発揮するために、電磁場解析シミュレーション、金属ナノ構造の作製、光学特性評価を行った。Nano Hemisphere on Mirror (NHoM)構造と名付けた金属ナノ構造を用いて、非常に急峻で強いピークを出現させフレキシブルに制御することに成功し、その詳細な原理・制御方法を明らかにすることができた。Alを用いたNHoM構造の作製に成功し、200nm付近の深紫外波長域を含む広い範囲で鏡面波長を制御することに成功した。また波長～150 nmというこれまでの報告の中で最短波長において局在表面プラズモン共鳴が得られることを示した。またAl基板上の酸化物ナノ微粒子やナノヴォイド構造等の新たなナノ構造を考案し、深紫外から近赤外波長域までのフレキシブルな共鳴スペクトル制御に成功した。
(3). LDLS白色光源を用いた深紫外発光評価装置を用いて、窒化物半導体および酸化物半導体の深紫外発光スペクトルの測定に成功した。InAlN/AN系の量子井戸においては、AlとGaの薄膜を用いることにより、波長~260 nm付近の深紫外発光の増強を確認できた。また深紫外光と同様に高効率発光が困難なInGaN/GaNの黄緑色発光において、量子井戸に酸化物の薄膜を積層することにより、20倍を超える驚くべき発光増強が得られた。この機構を解明・応用することにより、深紫外発光の高効率化が達成できる可能性があることを示した。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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