2014 Fiscal Year Research-status Report
格子整合型ヘテロ接合構造によるZnTe系純緑色発光素子の高効率化
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25420291
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
西尾 光弘 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60109220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 徹 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20325591)
齊藤 勝彦 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 助教 (40380795)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Zn1-xMgxTe1-ySey 4元混晶 / ヘテロ接合 / 純緑色ＬＥＤ / 組成制御 / 結晶評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光の三原色の一つであることから社会的な要求が大きいにも関わらず波長550nm付近の純緑色については，効率が極端に低いことから，LEDの世界ではグリーンギャップと呼ばれ，克服すべき課題となっている。これまで原料不足による高騰といった懸念がなく，原材料が安価で結晶育成が容易なZnTeに注目して，独自に開発した拡散制御層を用いたAl熱拡散技術によるホモ接合型のLEDを作製し市販のGaPと同レベルの発光効率を実証した。そこで，本研究課題であるZnTeとZn1-xMgxTe1-ySey 4元混晶との組み合わせによる格子整合型ヘテロ構造のZnTe系純緑色発光素子の開発を進めるにあたり，初年度および当年度前半に得られた成果（有機金属化学気相成長法によるZn1-xMgxSe1-yTey薄膜結晶の組成制御性，結晶性, バンドギャップ，膜厚，表面粗さ，Pド－ピングに関する各種成長条件依存性など）を有効に活用し，多層膜構造を実現するために，当年度では主として多元多層膜の成長が可能な新型の減圧有機金属化学気相成長装置を用いて主として成長圧力などを変えて系統的な成長実験と結晶評価を進めた。初年度に得られたZn1-xMgxTe1-ySey 4元混晶は深い準位からの発光が支配的で，またX線回折ピ－クは弱く結晶性は必ずしも良くなかったことから，ZnTe及び3元混晶（ZnSeyTe1-y,Zn1-xMgxTe）の高品質成長条件を探究してZn1-xMgxTe1-ySey 4元混晶の結晶性の向上につながる成長条件の探究に努めた。その結果，ZnTe及び3元混晶では自由励起子発光が主要なフォトルミネッセンスセペクトルのエピ膜を実現し，またPド－ピング量の最適化に関する知見も得た。LED化に関しては分子線エピタキシャル成長装置などを用いて拡散制御層を介してエピ膜へAlを拡散した後，ｎ型側から光を取り出すようにAl電極を極薄膜化したエピタキシャル膜による発光素子を作製し，性能評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度の状況（改修工事後の装置の整備等による実験時間の大幅な制約）に比べて，実験環境が整ったため，初年度の遅れを取り戻すことができ，多層膜成長可能な新型減圧有機金属基層成長による系統的な実験が計画通り実行できているので。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで得られた成果は，Zn1-xMgxTe1-ySey 4元混晶の基礎物性デ－タを明らかにしただけでなく，従来，この材料はもっぱら分子線エピタキシャル成長法によっており，量産性に有利な有機金属気相成長法での取り組みが殆んどなされていなかったが，高品質化への達成条件が少しずつ見えてきたので，多層膜構造の本格的な取り組みにより，前年度と同様に最善を尽くすことにより当初の目的を達成していく。
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| Causes of Carryover |
少額であるので、次年度の経費とあわせてに物品等の購入に有効活用したいため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品等の購入に有効活用する。
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| Remarks |
年に数回更新して、新しい情報を提供しています。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Compositions of Mg and Se, surface morphology, roughness and Raman property of Zn1-xMgxSeyTe1-y layers grown at various substrate temperatures or dopant transport rates by MOVPE2015
Author(s)
M. Nishio, K. Saito, K. Urata, Y. Okamoto, D. Tanaka, Y. Araki, M. Abiru, E. Mori, T. Tanaka, Q. Guo
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Journal Title
Journal of Crystal Growth
Volume: 414
Pages: 114-118
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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