2015 Fiscal Year Annual Research Report
空間分解分光学的見地からのIII族窒化物不均一混晶半導体の発光機構解明
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25420288
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
倉井 聡 山口大学, 理工学研究科, 助教 (80304492)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | GaInN / AｌGaN / 混晶半導体 / 量子井戸構造 / カソードルミネッセンス / 顕微分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、マクロスコピックなフォトルミネッセンス(PL)測定や顕微分光法にて、貫通転位近傍にポテンシャル障壁形成が示唆された発光波長400 nm前後のGaInN薄膜について、走査電子顕微鏡-カソードルミネッセンス(SEM-CL)像の温度依存性を評価した。特に、ポテンシャル障壁を介したキャリアの移動が温度に依存して生じる際の顕微分光像の変化について、In組成比0.02～0.06のGaInN混晶薄膜について系統的に評価した。
CLスペクトルの発光ピークエネルギーの高エネルギー側および低エネルギー側でMCL像を取得し、それらの温度に対する変化を比較した。低エネルギー側の発光は貫通転位の位置に対応したスポット状の発光であり、高エネルギー側の発光とは相補的に観測される。温度上昇に伴い、低エネルギー側の発光領域が拡大し、その結果低エネルギー側の発光と高エネルギー側の発光が同一領域で観測された。CLマッピング測定法の検出原理(励起箇所からキャリアが拡散した先での発光も検出)を念頭に考察し、温度上昇により貫通転位周辺に形成されたポテンシャル障壁を越えてキャリアの移動が生じたことを示唆する描像の観察に成功した。また、高In組成比のGaInN薄膜試料における相対強度の変化は、低In組成比の試料よりも高温でより顕著であったことから、高In組成比においてキャリア拡散がより生じにくいことが示唆された。このことは、マクロPL観察結果から予想された、高In組成比の試料においてポテンシャル障壁が高くなる結果と矛盾しない。
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