2008 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, 教授 (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.レーザ発振エネルギーを、Er^<3+>イオンの基底状態(^4I_<15/2>)-第2励起状態(^4I_<11/2>)間エネルギーに一致させたGaInAs量子井戸レーザダイオード(Er, O共添加GaAs(GaAs:Er, O)光ガイド層)を作製し、室温においてInGaAs量子準位を介したレーザ発振を初めて観測した。Er発光強度は注入電流量とともに増大し、その増加割合はレーザ発振エネルギーとErイオン準位間エネルギーが一致する980nm近傍で増大することを明らかにした。また、GaAs:Er, Oに対するフォトリフレクタンス(PR)測定を行い、Er励起機構に関与するErトラップの存在を明らかにした。
2.Er濃度が異なる複数のGaAs:Er, Oに対してHe-Neレーザ照射下のX-band電子スピン共鳴(ESR)測定を行い、発光に寄与するEr-2Oセンターの評価を試みた。また、フランスのパルス強磁場施設(LNCMP)において55Tにおよぶパルス強磁場下発光測定をEr濃度が異なる複数のGaAs:Er, Oに対して行い, 発光に寄与するEr-2Oセンターの電子状態に関する手掛かりを得た。
3.Gd添加InGaNについて検討し、最適成長条件を明らかにした。成長したInGaGdNからは、In組成に対応した波長でのフォトルミネセンス(PL)発光を観測し、室温強磁性を確認した。また、Dy添加GaNを成長し、Dyに起因したPL発光、室温強磁性、MCD信号の増加を観測し、強磁性半導体としてGaDyNが有望であることを確認した。
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