窒化物半導体マルチサイズディスクアレイによる準レーザ特性発光素子の開発

• 研究課題/領域番号: 15K18048
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 光野 徹也 静岡大学, 工学部, 准教授 (20612089)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 窒化物半導体 / マイクロディスク / ウィスパリングギャラリーモード

研究成果の概要

本研究では、マイクロディスクに発現が見込まれるウィスパリングギャラリーモード微小光共振現象の応用により高効率の発光デバイスの実現に取り組んだ。従来の微細加工技術に水素雰囲気熱エッチングを組み合わせ、直径数ミクロン程度の窒化物マイクロディスクとこれらのアレイを作製した。光励起下では、マイクロディスクからウィスパリングギャラリーモードによるレーザ発振と考えられるシャープなピークを有する発光スペクトルを得た。また、デバイス構造を有するマイクロディスクアレイを作製し電流注入発光を確認した（現段階ではシャープなピークは含まれない）。以上よりマイクロディスクによる高効率発光デバイス実現への可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Microsensors based on a whispering gallery mode in AlGaN microdisks undercut by hydrogen-environment thermal etching (2017)
  • 著者名/発表者名: Kouno Tetsuya、Sakai Masaru、Takeshima Hoshi、Suzuki Sho、Kikuchi Akihiko、Kishino Katsumi、Hara Kazuhiko
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 56 号: 12 ページ: 3589-3589
  • DOI: 10.1364/ao.56.003589
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periodic radiation patterns and circulating direction of lasing light by quasi whispering gallery mode in hexagonal GaN microdisk (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Kouno, Sho Suzuki, Masaru Sakai, Katsumi Kishino, Kazuhiko Hara,
  • 雑誌名: Journal of the Physical society of Japan 巻: 85 号: 5 ページ: 053401-053401
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.053401
  • NAID: 40020820517
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure and optical properties of a high-density InGaN nanoumbrella array as a white light source without phosphors (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Kouno, Masaru Sakai,, Katsumi Kishino, Akihiko Kikuchi, Naoki Umehara, and Kazuhiko Hara
  • 雑誌名: NPG Asia Materials 巻: 8 号: 7 ページ: e289-e289
  • DOI: 10.1038/am.2016.99
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] GaN/InGaNナノアンブレラ結晶の光学特性と微小光共振 (2017)
  • 著者名/発表者名: 光野 徹也、酒井 優、岸野 克巳、菊池 昭彦、梅原 直己、原 和彦
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 横浜市, 神奈川県
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] 窒化物マイクロディスクアレイによる発光デバイスの検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 光野 徹也、武島 歩志、鈴木 翔、酒井 優、菊池 昭彦、岸野 克巳、関口 寛人、原 和彦
  • 学会等名: 第78回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] 分子線エピタキシー法によるWGMナノ光共振器の高密度集積成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 光野 徹也，酒井 優，岸野 克巳，菊池 昭彦，梅原 直己，原 和彦
  • 学会等名: 日本光学会 ナノオプティクス研究グループ 第２３回研究討論会,
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス, 吹田市, 大阪府
  • 年月日: 2016-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Lasing Action in floated connection type AlGaN microdisks (2015)
  • 著者名/発表者名: Sho Suzuki, Tetsuya Kouno Hoshi Takeshima, Akihiko Kikuchi, Sakai, Katsumi Kishino Masaru Sakai and Kazuhiko Hara
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Growth of III-nitride (ISGN-6)
  • 発表場所: 日本、浜松
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] AlGaN Microdisks on Top of Supporting GaN Columns Fabricated using Hydrogen Environment Anisotropic Thermal Etching (2015)
  • 著者名/発表者名: Sho Suzuki, Tetsuya Kouno, Hoshi Takeshima, Akihiko Kikuchi, Katsumi Kishino, Masaru Sakai, and Kazuhiko Hara
  • 学会等名: International conference on Solid State Device and Materials (SSDM-2015)
  • 発表場所: 日本、札幌
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会