2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22246004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
天野 浩 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60202694)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 雅史 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20273261)
本田 善央 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (60362274)
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| Keywords | InGaN / 可視長波長LED / 圧力印加MOVPE / 熱力学 |
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| Research Abstract |
本研究では、有機金属化合物気相成長(MOVPE)法による厚膜高品質高In組成InGaN結晶成長のための基盤技術の確立を目指している。具体的には,(1)従来ほとんど試みられた例の無い圧力印加可能なMOVPE装置の設計・製作,(2)成長中の圧力印加によるInGaNの超高速横方向成長,(3)GaN基板上,ナノサイズの周期的GaNコアロッドへのInGaN極太ロッド成長,(4)高InNモル分率InGaNのp型結晶の実現、を行う。本研究により,*効率250[lm/w]かつ演色評価数(CRI)>75以上の白色発光ダイオード(LED),*出力1[W]以上の緑色レーザダイオード,*集光時効率60[%]以上の多接合型太陽電池の実現が期待される。本研究による二酸化炭素排出削減効果は2020年時0.6億トン,国内新市場規模は7兆円程度と試算される。
平成22年度では最高圧力2気圧までの装置を試作し、InGaN厚膜の成長実験を行った。平成23年度は、2気圧までの加圧装置でInAlNの成長を行い、熱力学計算での予測と一致することを確認し、更に装置を改造して最高圧力8気圧まで加圧可能とした。これ以上の圧力ではアンモニアが液化してしまうため、上限の圧力である。MOガス用バッファタンクを2つとし、TMGaとTMInをそれぞれ加圧して同時及び交互に供給できるようにした。厚膜成長は同時、多重量子井戸構造成長は交互及び同時に供給した。InGaN厚膜の成長では1気圧から6気圧まで成長を行い、熱力学計算に従って圧力増加とともにIn組成が増加することを確かめた。また、多重量子井戸構造の成長を行い、X線回折により構造の形成を確認し、更に室温でのフォトルミネッセンス(PL)も確認することができた。加圧型MOVPE装置においてPLを観測した例はこれまでなく、世界初の快挙と言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
加圧型MOVPE装置において、世界で初めてInGaN厚膜及び多重量子井戸構造からのPL発光を観測しており、装置開発は順調と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在装置の操作に2名以上必要であり、再改造が必要である。その他は特に問題は無く、8気圧まで加圧可能な装置を用いて、予定している超高速横方向成長を行う。P型に関しては原料供給の関係から2気圧炉で実験を行う。またナノロッドに関してはPAMBE法を用いて実施予定である。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Second- and third-generation nitride-based LEDs and challenge for future photovoltaic applications2011
Author(s)
T.Sano, T.Ohata, S.Sakakura, T.Tanikawa, Y.Honda, M.Yamaguchi, H.Amano, M.Mori, M.Iwaya, M.Imade, Y.Mori
Organizer
EDIS2011
Place of Presentation
生命ホール、大阪(招待講演)
Year and Date
2011-12-17
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[Presentation] Effect of high-quality GaN substrates on the improvement of performance of group-III-nitride-based devices2011
Author(s)
H.Amano, T.Sugiyama, T.Tanikawa, Y.Honda, M.Yamaguchi, Y.Isobe, A.Mishima, T.Makino, M.Iwaya, M.Imade, Y.Kitaoka, Y.Mori
Organizer
ECO-MATES2011
Place of Presentation
阪急ホテルエクスポパーク、大阪(招待講演)
Year and Date
2011-11-29
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