| 研究課題/領域番号 |
17H02772
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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 |
結晶工学
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
石谷 善博 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (60291481)
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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) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | フォノン / 励起子ダイダイナミクス / 顕微ラマン分光 / THz輻射 / 縦光学モード / フォノン輸送 / ２波長ラマン分光 / 表面マイクロ構造 / 励起子ダイナミクス / フォノン制御 / 窒化物半導体 / 励起子 / THz波 / フォノン輸送制御 / 励起子輻射 / 局所フォノン場 / フォノン系量子干渉 / PXRモデル / 深い準位 / エネルギー局在 / GaN |
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| 研究成果の概要 |
光デバイスは温度上昇により動作特性が劣化する。熱の本質であるフォノンについて，2波長同時照射によるラマンイメージングでフォノン輸送評価が可能であることを示した。特に格子不整合転位による基板への熱輸送の阻止効果がイメージングされた。励起子発光では状態占有度は低いものの縦光学(LO)フォノンの制御が最も重要であり，残留電子増加がフォノン過程の影響を一定量抑制できることが分かった。表面の金属ストライプ構造でLOフォノン共鳴輻射が観測され，LOフォノンに特化した冷却の可能性があることが分かった。これらにより今後の冷却のためのフォノン輸送制御方式，評価手法に関する研究基盤が整った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光・電子デバイスの熱制御ではモードを区別したフォノン輸送解析が必要であり，本研究で構築した2波長レーザ同時照射ラマンイメージングは重要な制御対象である縦光学(LO)フォノンを区別した熱輸送評価が可能である。本研究で構築した励起子解析コードは励起空間の全エネルギー収支を取り入れたダイナミクス解析コードで，新たな発光効率解析手法の基盤となる。表面マイクロ構造によるLOフォノン共鳴赤外輻射の観測はフォノンによる新規赤外-THz輻射デバイスの構築の他，LOフォノンに特化した冷却の可能性を示し，デバイス冷却機構の方式に多様性をもたせる。本研究は，デバイスの省エネ化や高機能化の基礎物理開拓に資する。
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