新規窒化物半導体共振器構造による光制御に関する研究
| Project/Area Number |
13J10877
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Applied optics/Quantum optical engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
正直 花奈子 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 窒化物半導体 / 結晶成長 / エピタキシャル成長 / 有機金属気相エピタキシャル成長 / InGaN / MOVPE / 有機金属気相エピタキシャル法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き新規の面方位であるN極性(000-1)（-c面）InGaNの発光素子開発を進めた。まず、前年に作製した-c面InGaN 発光ダイオード（LED）の微視的な構造・光学特性を測定し、その結果を基に、素子特性の改善を試みた。結果として、前年度に他機関に先駆けて発表した可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN LEDにおいて、自己形成量子ドット的な発光中心からの狭線幅励起子分子発光を発見、その特異な発光機構を明らかにした。この狭線幅発光は、高スペクトル純度な量子光源として期待される。
また、素子特性の向上を目的として-c面p型GaNの品質向上を行った。この結果、原料供給Mg/Ga比、原料供給V/III比、成長温度を最適化することで、正孔濃度を向上させることができることを明らかにした。加えて、InGaN/GaN量子井戸構造の組成および膜厚均一性を向上させるための下地GaN層の平坦化も行った。基板の微傾斜角の方向を90度変化させることでステップバンチングが抑制し、-c面GaNの表面平坦化ができることを示した。この際の表面の原子ステップの形状はステップ端の形成エネルギーで説明することができる。この平坦な-c面GaNテンプレート上に成長したInGaN/GaN量子井戸構造の微視的構造・光学特性を調べた。結果、微視的構造の均一性が向上していることが放射光施設でのマイクロビームX線回折測定より明らかになった。また、光学特性としてフォトルミネッセンス測定より発光スペクトルの半値全幅が狭くなっており光学的な均一性が向上していることが示唆された。以上は、可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN発光素子の高品質化に有用な知見である。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(77 results)
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[Presentation] Fabrication of InGaN/GaN Nanodisk Structure by using Bio-template and Neutral Beam Etching Process2015
Author(s)
Y. C. Lai, A. Higo, C. Lee, C. Thomas, T. Tanikawa, K. Shojiki, S. Kuboya, R. Katayama, T. Kiba, P. Yu, I. Yamashita, A. Murayama, and S. Samukawa
Organizer
International IEEE Conference on Nanotechnology 2015 (IEEE NANO 2015)
Place of Presentation
イタリア、ローマ
Year and Date
2015-07-27
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[Presentation] Control of GaN growth orientation by MOVPE2014
Author(s)
T. Tanikawa, K. Shojiki, T. Aisaka, T. Kimura, S. Kuboya, T. Hanada, R. Katayama, T. Mastsuoka, Y. Honda, and H. Amano
Organizer
2nd Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductors (IDGN-2)
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
2014-10-30
Related Report
Invited
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[Presentation] MOVPE growth of GaN on ScAlMgO4 substrate2014
Author(s)
T. Iwabuchi, S. Kuboya, T. Tanikawa, K. Shojiki, R. Katayama, T. Hanada, A. Minato, T. Fukuda, and T. Matsuoka
Organizer
International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN 2014)
Place of Presentation
ブロツワフ（ポーランド）
Year and Date
2014-08-28
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[Presentation] MOVPE growth of GaN on ScAlMgO4 substrate2014
Author(s)
T. Iwabuchi, S. Kuboya, T. Tanikawa, K. Shojiki, R. Katayama, T. Hanada, A. Minato, T. Fukuda, and T. Matsuoka
Organizer
33th Electronic Materials Symposium
Place of Presentation
ラフォーレ修善寺（静岡県伊豆市）
Year and Date
2014-07-10
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[Presentation] 窒化物半導体極性反転ヘテロ構造の非線形光学素子応用2014
Author(s)
片山竜二, 吉野川伸雄, 正直花奈子, 谷川智之, 窪谷茂幸, 松岡隆志
Organizer
日本学術振興会ワイドギャップ半導体光・電子デバイス第162委員会 第86回委員会・第90回研究会
Place of Presentation
名城大学名駅サテライト（MSAT）
Year and Date
2014-07-04
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Invited
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