| 研究課題/領域番号 |
16H04335
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
山田 陽一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00251033)
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| 研究分担者 |
三宅 秀人 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 教授 (70209881)
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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 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 励起子分子 / 励起子 / 励起子工学 / 混晶半導体 / 窒化物半導体 / 量子井戸 / 局在化 / 低次元化 / 非弾性散乱 / 高温物性 / 非局在化 / 誘導放出 / 光物性 / 半導体物性 / 2光子共鳴 / 量子閉じ込め効果 / 局在 |
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| 研究成果の概要 |
AlGaN混晶量子井戸構造における励起子分子の結合エネルギーを定量評価した。構造パラメータを変化させた一連の試料の発光励起分光測定を行い、結合エネルギーの最大値が174meVに達し、その井戸幅依存性はGaAs量子井戸構造の場合とほぼ同様の傾向を示すことを明らかにした。次に、室温から750Kまでの高温領域における発光および発光励起分光測定を行い、温度上昇に伴う励起子系の非局在化を反映して、励起子や励起子分子の非弾性散乱等、励起子多体効果に基づく発光線が顕在化することを明らかにした。さらに、光ポンピングにより励起子系の輻射再結合過程による深紫外誘導放出光の観測に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
紫外から深紫外波長領域に基礎吸収端を有するAlGaN混晶半導体は、半導体材料の中でも最も大きな励起子効果を有することが期待されている。本研究では、AlGaN混晶量子井戸内に形成される励起子分子に着目し、その基礎物性を解明した。励起子分子は巨大結合エネルギーを有し、室温に留まらず、750Kの高温領域まで安定に存在することを明らかにした。これらの研究成果は、今後、励起子工学の観点からAlGaN混晶半導体を利用したデバイス設計、開発を進めていく上で、励起子系の輻射再結合過程を活用した高機能かつ高効率なデバイス作製の実現性を高めるものであり、その学術的意義は大きいものと考える。
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