2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of semiconductor intra-center photonics
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18H05212
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤原 康文 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10181421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
舘林 潤 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40558805)
市川 修平 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50803673)
芦田 昌明 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (60240818)
佐藤 和則 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60379097)
石原 一 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (60273611)
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| Project Period (FY) |
2018-04-23 – 2023-03-31
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| Keywords | 希土類元素 / 内殻遷移 / フォトン場制御 / 発光ダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【課題１】光励起下でのフォトン場制御によるEu発光機能の開拓： ＜課題１－１＞Eu添加GaN 2次元フォトニック結晶光共振器の作製とEu発光機能の評価：更なる高Q値化に向けて、より高い設計Q値を有する2次元ヘテロ共振器を作製し、GaN系光共振器において世界最高値の実験Q値11,000を実証した。 ＜課題１－２＞Eu添加GaN超構造におけるEu発光増強メカニズムの解明：Eu添加層と無添加層からなる超構造をテラヘルツ分光法により評価した結果、0.1%のEu添加により禁制帯幅が40 meV減少し、光励起キャリアの量子閉じ込めが生じることを明らかにした。
【課題２】電流励起下でのフォトン場制御によるEu発光機能の開拓： ＜課題２－１＞垂直共振器型Eu添加GaNマイクロ光共振器LEDの作製とEu発光機能の評価：HfO2/TiO2およびAlInN/GaN導電性DBRを用いた垂直共振器LEDにおいて最大4.2倍の発光増強を実証した。 ＜課題２－２＞Eu添加GaNマイクロディスク共振器LEDの作製とEu発光機能の評価：架橋構造を有する直上電極型Eu添加GaNマイクロディスク共振器LED構造に、金属配線と共振器との光学的相互作用を避けるためにSiO2スペーサを導入することにより、共振器モードと結合したEu発光を観測することに世界で初めて成功した。
【課題３】フルカラー化への展開と集積化： ＜課題３－１＞Tb添加AlGaNにおけるTb発光機能制御とLED化： Tb添加AlGaN LEDにおいて、Al組成の増大とともにTb発光強度が増大すること、発光半値幅や発光波長が電流値に対して変化しないことを実証した。 ＜課題３－２＞フルカラーLEDの集積化：既にInGaN量子井戸構造青色／緑色LEDとEu添加GaN赤色LEDの垂直積層集積化に成功している。最底面に位置する赤色LEDについて集積度1,000 PPIに迫るLEDアレイを実証した。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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