2020 Fiscal Year Annual Research Report
ペロブスカイト型硫化物のエピタキシャル薄膜作成に基づく新規緑色発光半導体の提案
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19K23507
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
永井 隆之 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 研究員 (30851018)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト / 硫化物 / エピタキシャル薄膜 / 緑色発光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、オプトエレクトロニクスの分野で広く用いられているのはGaNやGaAsといったⅢ-Ⅴ属半導体であるが、これらの半導体群は緑色領域で発光効率が著しく減少する「グリーンギャップ問題」を抱えており、緑色領域で高い量子効率を示す新しい発光半導体の探索が切望されている。本研究は新規緑色発光半導体として期待されるペロブスカイト型硫化物SrHfS3のエピタキシャル薄膜を作成し、その発光機構の解明や発光デバイスの作成を目的とするものである。
これまでの研究でSrHfS3のエピタキシャル薄膜の作製には成功していたものの、不純物相の存在や多結晶体で見られた緑色発光がエピタキシャル薄膜では見られなくなるなど課題も残っていた。不純物相の存在ついては成膜時の条件を見直し、最適化することによって取り除くことに成功し、単相のSrHfS3エピタキシャル薄膜を作製することに成功した。しかし、依然として発光は観測されておらず、今後も解決すべき課題として残ってしまった。
そこで多結晶体で見られた発光の起源をより詳細に調べることに方向転換し、よりエネルギー分解能が高い条件下で発光強度の励起密度依存性や波長依存性の温度変化を調べた。その結果、SrHfS3の発光はエキシトンだけでなく欠陥にも起因することがわかった。この結果はエピタキシャル薄膜で発光が見られないという課題の解決に向けても重要である。
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