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2009 Fiscal Year Self-evaluation Report

Control of deep ultraviolet light emission properties of hexagonal boron nitride crystals

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 19205026
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

TANIGUCHI Takashi  National Institute for Materials Science, ナノスケール物質萌芽ラボ, グループリーダー (80354413)

Project Period (FY) 2007 – 2010
Keywords遠紫外線発光 / 六方晶窒化ホウ素 / 自由励起子発光 / 高圧結晶合成
Research Abstract

本研究の目的は六方晶窒化ホウ素(hBN)の深紫外線(DUV)発光材料としてのポテンシャルを、世界に先駆けて開花させることである。
hBNはこれまで断熱材、絶縁材料として工業的に活用されているが、高輝度DUV発光を呈するワイドバンドギャップ半導体として応用は未踏であった。2004年にその発光特性が見出されて以来、その特性の理解と制御手法の確立が重要な課題であった。
本研究課題では、当初の反応性フラックスを用いた高圧合成法から、より汎用的な合成プロセスである常圧下の液相成長法による合成技術の開拓を行った。
hBN半導体化へのドーピング制御は挑戦度が高いが、本研究課題により本格的に取り組むべきテーマであると捉えている。ドーピング研究は、反応性溶媒を用いた高圧合成法を中心とし、理論的予測との連携の下で基礎的な取り組みを行った。
hBNの発光特性の理解を進める上では光物性の詳細な測定と理論的予測との整合を勘案した取り組みが重要である。高圧合成により得られた高純度hBN単結晶を中心に、その光物性についての詳細な検討を行った。
また、将来に向けたhBNの発光デバイス応用研究を加速するための基礎的な取り組みとして、DUV発光素子を試作し、その特性を評価した。

  • Research Products

    (8 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Jahn-Teller effect on exciton states in hexagonal boron nitride single crystal2009

    • Author(s)
      K. Watanabe, T. Taniguchi
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 79

      Pages: 193104-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Far-ultraviolet plane-emission handheld device based on hexagonal boron nitride2009

    • Author(s)
      K. Watanabe, T. Taniguchi, T. Niiyama, K. Miya, M. Taniguchi
    • Journal Title

      Nat.Photonics 3

      Pages: 591-594

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure2007

    • Author(s)
      Kubota, K. Watanabe, O. Tsuda, T. Taniguchi
    • Journal Title

      Science 317

      Pages: 932-934

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Doping of hexagonal boron nitride via intercalation : A first-principlesstudy2009

    • Author(s)
      F. Oba, A. Togo, I. Tanaka, K.Watanabe, T.Taniguchi
    • Organizer
      2009 MRS fall meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2009-11-30
  • [Presentation] 低温における六方晶窒化ホウ素の励起子発光スペクトル2008

    • Author(s)
      渡辺賢司,谷口尚
    • Organizer
      第22回ダイヤモンドシンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京
    • Year and Date
      2008-10-21
  • [Presentation] Synthesis and characterization of doped boron nitride crystals2007

    • Author(s)
      T.Taniguchi, et.al
    • Organizer
      New Diamond and Nano Carbons 2007 (NDNC2007)
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター、大阪
    • Year and Date
      2007-05-28
  • [Book] Wide Bandgap Semiconductors2007

    • Author(s)
      T. Taniguchi, K. Watanabe
    • Total Pages
      348-351
    • Publisher
      Springer
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 六方晶窒化ホウ素単結晶およびそれを用いた紫外線発光素子2009

    • Inventor(s)
      渡邊賢司, 谷口尚
    • Industrial Property Rights Holder
      (独) 物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      特願2009-064552
    • Filing Date
      2009-03-17

URL: 

Published: 2011-06-18   Modified: 2016-04-21  

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