| 研究課題/領域番号 |
16H02105
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
吉本 昌広 京都工芸繊維大学, その他部局等, 理事・副学長 (20210776)
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| 研究分担者 |
西中 浩之 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 助教 (70754399)
上田 大助 京都工芸繊維大学, グリーンイノベーションラボ, 特任教授 (60540424)
山下 兼一 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (00346115)
石田 秀俊 京都工芸繊維大学, グリーンイノベーションセンター, シニア・フェロー (00572009)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2017年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2016年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
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| キーワード | 半導体 / 半金属 / 分子線エピタキシー / 結晶成長 / 半金属半導体合金 / レーザダイオード |
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| 研究成果の概要 |
高輝度発光を示す高品位のGaAsBiを分子線エピタキシ―法により製作した。GaAsBiレーザダイオードの発振しきい値電流の低減やGaAsBi太陽電池の開放電圧の増大を妨げているGaAsBiのテイル準位について、発光特性やGaAsBiフォトダイオードの波長応答をもとに解析し、成長温度を360℃から380℃にわずか20℃上昇するだけで、テイル準位が顕著に減少することを見出した。さらに、GaAsBiレーザダイオード、GaAsBi太陽電池、GaNAsBiフォトダイオードを試作した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ビスマス含有半金属半導体混晶はGaAsやInP基板に格子整合しながら禁制帯幅が0.3から１.4 eVをカバーしたⅢ-Ⅴ族半導体である。この半導体は、Biの混入による大きなナローギャップ効果、禁制帯幅の温度無依存化、大きなスピン軌道相互作用などの特異な物性を示す。本研究の成果は、高品位ビスマス含有半金属半導体混晶を得るための結晶成長の指針を明らかにし、また、この混晶を用いてレーザダイオードや太陽電池、フォトダイオードを試作したもので、この混晶の特性を活かしたフォトニックデバイスへの応用を切り開くことにつながる。
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