2007 Fiscal Year Annual Research Report
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19GS1209
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤原 康文 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (10181421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺井 慶和 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90360049)
市田 秀樹 大阪大学, 先端科学イノベーションセンター, 助教 (50379129)
朝日 一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
江村 修一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (90127192)
太田 仁 神戸大学, 自然科学研究系先端融合研究環分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173)
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| Keywords | 希土類元素 / オプトロニクス / スピントロニクス / 半導体物性 / 先端機能デバイス |
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| Research Abstract |
本研究では、希土類元素の添加母体としてIII-V族半導体を取り上げ、新機能デバイス創製は勿論のこと、原子レベルで制御された希土類ドーピング技術の構築や励起・緩和に係わるエネルギー伝達機構の解明を行う。また、磁気機能にも着目し、発光機能と磁気機能を有する新しいスピントロニクス材料としての可能性を明らかにする。また、そこで得られた精密制御技術とエネルギー伝達機構を基にして、安定で高効率な希土類添加窒化物半導体からなる新規蛍光体の創製を目指す。
1.ポンプ-プローブ光反射率測定によりEr,O共添加GaAs(GaAs:Er)における光励起キャリアダイナミクスを調べ、ピコ秒の時間軸で発現する特徴的な励起機構を明らかにした。また、新たに構築したポンプ・プローブ光透過率測定系によりEr添加特有の早い緩和成分を見出し、Er発光強度と強い相関を示すことを明らかにした。
2.Er添加濃度が極めて低いGaAs:Er,Oを作製し、光励起によるEr発光特性の測定温度依存性を調べた。低温域で発現する新奇な発光挙動を観測し、Cの関与したオージェ過程によることを明らかにした。また、それを活性層としたレーザ構造を作製し、希土類添加半導体を母体として初めて電流注入下でGaAsバンド端レーザ発振を観測することに成功した。
3.Er濃度が異なる複数のGaAs:Er,Oに対しX-band電子スピン共鳴(ESR)測定を行い、ESR吸収のEr濃度依存性を初めて見出した。
4.300℃の低温成長により2次相のないGd濃度13%のGaGdN強磁性半導体の成長が可能となることを明らかとした。これにより飽和磁化の大幅な増大を確認した。また、Siの同時ドーピングにより更なる飽和磁化の増大を観測した。XAFS測定により低温成長GaGdNでは磁性不純物GdはGaサイトを置換していることを明らかにした。
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