2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22360013
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
赤坂 哲也 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (90393735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 秀樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (10393795)
小林 康之 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (90393727)
嘉数 誠 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主幹研究員 (50393731)
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| Keywords | 結晶成長 / 超格子 / 光物性 / 表面・界面物性 / 量子井戸 |
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| Research Abstract |
従来の窒化物半導体は、SiやGaAs等と比較して、転位が多く、また、平坦性が悪いため、量子井戸における量子準位の揺らぎや発光効率の低下が問題であった。そのため、無転位で完全に平坦(ステップフリー)な窒化物半導体のヘテロ界面が望まれていた。本研究では、無転位で1分子層のステップもない理想的なヘテロ界面を有するInN極薄量子井戸を作製し、窒化物半導体を用いた赤色や通信波長帯の発光ダイオードやレーザダイオードの実現を目指す。さらに、学術的な貢献として、窒化物半導体の成長機構の解明、ステップフリーヘテロ界面を有するGaN/InN量子井戸や規則混晶(GaN)m(InN)nの作製と光学物性の評価を行う。今年度は、GaNの成長機構の解明について重点的に研究を進めるとともに、量子井戸や規則混晶の光学物性評価を行うための測定系の構築を行った。
GaN基板を用いて有機金属気相成長法(MOCVD)により選択成長を行った。螺旋転位や混合転位のない選択成長領域では2次元核成長がおこり、GaNステップフリー面が形成される一方で、これらの転位がある成長領域では螺旋成長が起こり、GaN表面には成長螺旋が観察された。これはすなわち、純粋な2次元核成長と螺旋成長を1回の成長で同一基板上に実現できたことになり、同じ条件下での両成長モードの機構解明が本研究により可能になったことを意味する。2次元核成長や螺旋成長速度の過飽和度依存性について英文論文誌や国際会議で発表した。また螺旋成長速度の温度依存性から、GaNの基礎物性値である蒸発エネルギーを算出し、国内会議で発表した。さらに、GaNステップフリー面の形成や成長機構解明について国際会議で招待講演を行った。
GaNやInNのバンド端発光観察に対応できる波長範囲(350～2200nm)のフォトルミネッセンス測定装置を立ち上げ、バンド端発光の測定が出来ることを確認した。
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