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非発光再結合準位分布の2波長励起による汎用定量分光計の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14350002
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関埼玉大学

研究代表者

鎌田 憲彦  埼玉大学, 工学部, 教授 (50211173)

研究分担者 荒川 泰彦  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30134638)
染谷 隆夫  東京大学, 工学系研究科, 助教授 (90292755)
本多 善太郎  埼玉大学, 工学部, 助手 (30332563)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2002年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
キーワードフォトルミネッセンス / 非発光再結合準位 / GaN / 紫外・青色発光材料 / 量子井戸 / 量子ドット / 量子井戸構造
研究概要

(1)2波長励起フォトルミネッセンス測定系の整備拡充
可視〜近赤外域での波長連続可変励起源と受光系、励起光およびPL強度分布測定用CCDカメラを備えた測定系を新たに整備拡充し、汎用の2波長励起フォトルミネッセンス測定系を構築した。
(2)プラズマMBE成長試料の禁制帯内準位測定
ハノーバー大学で成長されたプラズマMBE成長GaN/AlGaN量子井戸構造半導体試料の準位測定を行い、GaN/Al_<0.12>Ga_<0.88>N量子井戸構造では十分なバッファ層(780nm厚のAl_<0.50>Ga_<0.50>N)の挿入及びSi添加、またGaN/Al_<0.43>Ga_<0.57>N量子井戸構造では量子井戸周期(すなわちヘテロ界面数)の増大により、発光層の結晶性が改善されることを示した。さらにSi選択ドープGaN/Al_<0.43>Ga_<0.57>N量子井戸構造は、移動度が高い上に発光効率にも優れることを実証した。
(3)欠陥生成前後の2波長励起フォトルミネッセンス観測
GaN/Al_<0.12>Ga_<0.88>N量子井戸構造の測定途中で、不可逆的なPL強度低下と禁制帯内励起効果の減少を観測した。これは紫外光励起による表面欠陥準位の生成を初めて捉えたものであり、新たな準位を従来の2準位モデルに組み込むことによって説明し得ることを明らかにした。
(4)InAs(3原子層)量子ドット試料を用いて2波長励起PL測定を行い、trap-filling効果を含め準位を初めて観測した。BGE効果の温度依存性から、量子ドットでのキャリア再結合過程の手がかりが得られた。またY_2O_2S : Eu等の蛍光体材料に本手法を適用し、熱ルミネッセンスとの組み合わせによって従来分離不能であった準位の分離測定に成功した。
総じて研究実施計画に基づき、本手法の拡充、波及範囲拡大が可能となった。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (1件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Nonradiative centers InAs quantum dots revealed by two-wavelength excited photoluminescence2005

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, S.Saravanan, J.M.Z.Ocampo, Y.Arakawa
    • 雑誌名

      Int.Conf.on Defects in Semiconductors

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of modulation-doping on luminescence properties of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum well2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, H.Klausing, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      The European Phys.J.-Applied Physics 27

      ページ: 271-273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] BaMgAl_<10>O_<17>:Eu^<2+>蛍光体の熱及び光ルミネッセンス2004

    • 著者名/発表者名
      馬峰治, 鎌田憲彦, 木島直人, 下村康夫, 小原秀彦
    • 雑誌名

      埼玉大学地域共同研究センター紀要 No.4

      ページ: 75-78

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of modulation-doping on luminescence properties of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum well2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, H.Klausing, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      The European Phys.J.-Applied Phys. 27

      ページ: 271-273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Modulation-Doping on Luminescence Properties of Plasma Assisted MBE-Growm GaN/AlGaN Quantum Well2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, H.Klausing, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      The European Phys.J.-Appl.Phys. 27

      ページ: 271-273

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Eu^<2+> in SiO_2 Al_2O_3 Glass During Thermal Treatment in Sol-Gel Process2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, K.Tosaka, Z.Honda, K.Yamada
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43

    • NAID

      10012705011

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Improved quality of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence2003

    • 著者名/発表者名
      H.Klausing, N.Kamata, T.Someya, T.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      Techn.Digest,5^<th> Int, Conf.on Nitride Semiconductors 5

      ページ: 253-253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of modulation-doping on luminescence properties of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum well2003

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, H.Klausing, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      10^<th> Int.Conf.on Defects : Recognition, Imaging and Physics in Semiconductors 10

      ページ: 35-35

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improved quality of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence2003

    • 著者名/発表者名
      H.Klausing, N.Kamata, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      Phys.Stat.Sol.(c) 0

      ページ: 2658-2661

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improved quality of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence2003

    • 著者名/発表者名
      H.Klausing, N.Kamata, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      Techn.Digest, 5^<th> Int, Conf.on Nitride Semiconductors 5

      ページ: 253-253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Below-gap recombination dynamics in GaN revealed by time-resolved and two-wavelength excited photoluminescence2002

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, J.M.Z.Ocampo, T.Someya, Y.Arakawa et al.
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering B91-92

      ページ: 290-293

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature dependence of photoluminescence intensity change due to below-gap excitation in GaN2002

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, J.M.Z.Ocampo, T.Someya
    • 雑誌名

      Inst.Phys.Conf.Ser. No.170

      ページ: 843-848

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature dependence of photoluminescence intensity change due to below-gap excitation in GaN2002

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, J.M.Z.Ocampo, T.Someya, et al.
    • 雑誌名

      Inst.Phys.Conf.Ser. No.170

      ページ: 843-848

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonradiative centers InAs quantum dots revealed by two-wavelength excited photoluminescence

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, S.Saravanan, J.M.Z.Ocampo, Y.Arakawa
    • 雑誌名

      Proc.Int.Conf.on Defects in Semiconductors (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 電子材料ハンドブック(木村忠正, 八百隆文, 奥村次徳, 豊田太郎編集)2005

    • 著者名/発表者名
      鎌田憲彦(3章編集主査)
    • 出版者
      朝倉書店(現在編集校正中)(編集中)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Klausing, N.Kamata, T.Someya, Y.Arakawa et al.: "Improved quality of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence"Techn.Digest, 5^<th> Int.Conf. on Nitride Semiconductors. 5. 253 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kamata, H.Klausing, T.Someya, Y.Arakawa et al.: "Effect of modulation-doping on luminescence properties of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum well"10^<th> Int.Conf.on Defects : Recognition, Imaging and Physics in Semiconductors. 10. 35 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Klausing, N.Kamata, T.Someya, Y.Arakawa et al.: "Improved quality of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence"Phys.Stat.Sol. (c). 0. 2658-2661 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kamata, H.Klausing, T.Someya, Y.Arakawa et al.: "Effect of modulation-doping on luminescence properties of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum well"The European Phys.J.-Applied Physics. (in Print). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kamata, J.M.Z.Ocampo, T.Someya, Y.Arakawa et al.: "Below-gap recombination dynamics in GaN revealed by time-resolved and two-wavelength excited photoluminescence"Materials Science and Engineering. B91-92. 290-293 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kamata, J.M.Z.Ocampo, T.Someya: "Temperature dependence of photoluminescence intensity change due to below-gap excitation in GaN"Inst. Phys. Conf. Ser.. No.170. 843-848 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kamata, J.M.Z.Ocampo, T.Someya, Y.Arakawa et al.: "Improved quality of plasma assisted MBE-grown GaN/AlGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence"Int. Conf. on Nitride Semiconductors 2003. (to be presented).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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