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Zn0系半導体ナノ構造の創成並びに光量子デバイスへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 17310070
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 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関静岡大学

研究代表者

天明 二郎  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90334961)

研究分担者 田中 昭  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (50022265)
青木 徹  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (10283350)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
15,330千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 630千円)
2007年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2005年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
キーワード酸化亜鉛 / 光デバイス / 有機金属気相堆積法 / 量子効果 / ラジカル / 酸化亜鉛半導体薄膜 / 酸化物半導体 / 発効デバイス / 自己組織化ナノ構造 / 発光デバイス
研究概要

酸化物半導体ZnO系材料はバンドギャップエネルギーが3.28eV、励起子結合エネルギーが60meVと極めて大きい特長があり、新しい光デバイス材料として高いポテンシャルを有している。さらに、光学品質の良いナノ構造を導入できれば、励起子結合エネルギーを増大させることが出来、原理的には量子効果により非常に高効率な発光が期待できる。しかし、デバイスクオリティの薄膜構造、均一な混晶膜、p型伝導性制御等の実現が困難の課題があった。これらの問題に対し、非平衡度の大きいラジカルを用いる有機金属気相堆積法(RPE-MOCVD)を研究開発し、上記課題に取り組んできた。これまでに、内外で初めて、可視から紫外域までの混晶組成を実現し、p型制御についてもNラジカルを用いて低キャリア濃度ではあるが実現できた。それらをまとめて、ZnO系ダブルヘテロ接合を実現し、電流注入によりRGBのエレクトロルミネッセンス発光を得、ZnO系発光デバイスのフィージビリティを示せた、量子構造に関しても、ZnO系ナノドットについて新しく導入できたRPE-MOCVD装置でファインな成長制御が可能になり量子効果によるブルーシフトを観測でき、要素技術の基礎を固めることができた。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Optical properties of wurtzite Zn_<1-x>Cd_xO films grown bu RPE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ohashi K. Yamamoto A. Nakamura J. Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      ページ: 2516-2518

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonpolar(11-20)p-type nitrogen-doped ZnO-based ZnO by RPE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      S. Gangil A. Nakamura, M. Shimomura J, Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vertically alighed single-crystal ZnO nanotubes grown on γ-LiAlO_2(100)substrate by MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      G. Zhang M. Adachi, S. Gangil A. Nakamura J. Temmyo Y. Matsui
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical properties of wurzite Zn1-xCdxO films grown by RPE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ohashi K. Yamamoto A. Nakamura J. Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

      ページ: 2516-2518

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonpolar (11-20) p-type nitrogen-doped ZnO-based ZnO by RPE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      S. Gangil A. Nakamura, M. Shimomura J, Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertically alighed single-crystal ZnO nanotubes grown on γ-LiAIO2(100) substrate by MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      G. Zhang M. Adaehi, S. Gangil A. Nakamura J. Temmyo, Y. Matsui
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical properties of wurtzite Znl-xCdxO films grown bu RPE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ohahsi, K. Yamamoto, A.Nakamura, J. Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      ページ: 2516-2518

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonpolar (11-20) p-type nitrogen-doped ZnO-based ZnO by RPE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      S. Gangil A. Nakamura, M. Shimomura, J. Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vertically alighed single-crystal ZnO nanotubes grown on γ-LiAlO2(100) substrate by MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      G.Zhang, M. Adachi, S. Gangil, A. Nakamura, J. Temmyo, Y.Matsui
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full-color electroluminescence from ZnO-based heterojinction diodes2007

    • 著者名/発表者名
      A.Nakamura, T.Ohashi, Y.Yamamoto, J.Ishihara, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 90

      ページ: 93512-93512

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] P-type nitrogen-doped ZnO thin films on sapphire (11-20) substrates by PE-MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      S.Gangil, A.Nakamura, Y.Ichikawa, K.Yamamoto, J.Ishihara, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 298

      ページ: 486-490

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mg_xZn_<1-x>O films grown by RPE-MOCVD with EtCp2Mg2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, K.Enomoto, A.Nakamura, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 298

      ページ: 468-471

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Au-assisted growth approach for vertically aligned ZnO nanowires on Si substrate2006

    • 著者名/発表者名
      G.Zhang, A.Nakamura, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 89

      ページ: 113112-113112

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Zn_<1-x>Cd_xO system for visible bandgaps2006

    • 著者名/発表者名
      J.Ishihara, A.Nakamura, S.Shigemori, T/.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 89

      ページ: 91914-91914

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 最近の展望 "酸化物半導体ZnO系材料の発光デバイスへの応用"2006

    • 著者名/発表者名
      天明二郎
    • 雑誌名

      応用物理 75・10

      ページ: 1239-1241

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of Mg_xZn_<1-x>O films grown by remote-plasma-enhanced metalorganic chemical vapor deposition using bis-thylcyclopentadienienyl magnesium2005

    • 著者名/発表者名
      A.Nakamura, K.Yamammoto, J.Ishihara, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: 7267-7270

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth of Mg_xZn_<1-x>O films using remote plasma MOCVD,2005

    • 著者名/発表者名
      A.Nakamura, J.Ishihara, S.Shigemori, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 244

      ページ: 385-388

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth of Zn_<1-x>Cd_xO films using remote plasma MOCVD2005

    • 著者名/発表者名
      J.Ishihara, A.Nakamura, S.Shigemori, T.Aoki, J.Temmyo
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 244

      ページ: 381-384

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Mg_xZn_<1-x>0混晶の結晶表面形状と電気的特性のMg組成依存2008

    • 著者名/発表者名
      坪井貴子 大橋俊哉 山本兼司 S. Gangil、中村篤志 天明二郎
    • 学会等名
      2008春応物講演会 30a-V-1
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2008-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] MgxZn1-x0混晶の結晶表面形状と電気的特性のMg組成依存2008

    • 著者名/発表者名
      坪井 貴子, 大橋 俊哉, 山本 兼司, S. Gangil, 中村 篤志, 天明 二郎
    • 学会等名
      2008春応物講演会30a-V-l
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2008-03-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and EL emission of ZnO-based heterojunction light emitting devices2007

    • 著者名/発表者名
      S. Guangil, A. Nakamura K. Yamamoto, T. Ohashi, J. Temmyo
    • 学会等名
      13th Int. Conf. II-VI Compound, Jeju (Korea) Th2-15.(aural)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Red emission from ZnO-based double heterojunction diode2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ohahsi, K. Yamamoto, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 学会等名
      2007 Int. Conf. SSDM, Tsukuba, E-9-7. (aural)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~temmyo/index.html

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~temmyo/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 結晶成長方法及び結晶成長装置2005

    • 発明者名
      中村篤志 天明二郎 青木徹
    • 権利者名
      静岡大学
    • 産業財産権番号
      2005-364018
    • 出願年月日
      2005-12-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 半導体発光素子の製造方法2005

    • 発明者名
      中村, 天明, 青木, 田中
    • 権利者名
      静岡大学
    • 産業財産権番号
      2005-247902
    • 出願年月日
      2005-08-29
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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