共鳴トンネル超格子による新構造p型GaAs基板上II-VI族半導体光デバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 18760014
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 阿部 友紀 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (20294340)
• 研究協力者: 安東 孝止 鳥取大学, 工学研究科, 教授 ; 笠田 洋文 鳥取大学, 工学部, 技術専門職員
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,340千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 共鳴トンネル効果 / 半導体超格子 / ZnSe系ワイドギャップ半導体 / MBE成長

研究概要

本研究では,ZnSe系II-VI族ワイドギャップ半導体による新光デバイス(青-緑レーザ/発光ダイオード,青-紫外線光検出器など)がもつ技術課題を根本的に解決するために,成長界面に「共鳴トンネル超格子層」を導入した。本技術の確立により,p型GaAs基板結晶からp型ZnSe成長層への正孔注入障壁低減することに成功し,従来成し得なかったデバイス構造を実現し,光検出器,発光ダイオード等のZnSe系青一紫外線領域光デバイスの効率を大幅に向上した。

研究成果

• [雑誌論文] "High Sensitive Ultraviolet PIN Photodiodes of ZnSSe n+-i-p Structure/p+-GaAs with extremely thin n+-Window layer grown by MBE" (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Miki, Y. Oshita, D. Katada, K.Nobe,M.Nomura, M.Adachi, T.Abe, H.Kasada, K. Ando
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Society 53 ページ: 2925-2928
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Demonstration of Practical Blue Waveguide Stark-Effect Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells" (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Abe, N. Yamane, T. Nishiguchi, H. Kozeni, T. Yoshida, M. Adachi, H. Kasada and K. Ando
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Society 53 ページ: 94-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] "New Defect Control for Extremely Long-Lived Widegap-White Light Emitting Diodes" (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ando, Y. Hashimoto, K. Kanzaki, S. Ohashi, Y. Morita, T. Abe, H. Kasada, and M. Adachi
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Society 53 ページ: 2857-2860
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Sensitive Ultraviolet PIN Photodiodes of ZnSSe n^+ -i-p Structure/p^+ -GaAs with extremely thin n^+ -Window layer grown by MBE (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Miki, Y. Oshita, D. Katada, K. Nobe, M. Nomura, M. Adachi, T. Abe, H. Kasada, K. Ando
  • 雑誌名: Journal of Korean Physical Society 53 ページ: 2925-2928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of Practical Blue Waveguide Stark-Effect Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Abe, N. Yamane, T. Nishiguchi, H. Kozeni, T. Yoshida, M. Adachi, H. Kasada and K. Ando
  • 雑誌名: Journal of Korean Physical Society 53 ページ: 94-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Defect Control for Extremely Long-Lived Widegap-White Light Emitting Diodes (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ando, Y. Hashimoto, K. Kanzaki, S. Ohashi, Y. Morita, T. Abe, H. Kasada, and M. Adachi
  • 雑誌名: Journal of Korean Physical Society 53 ページ: 2857-2860
  • 査読あり
• [雑誌論文] "High Efficiency Blue-Violet Optical Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells" (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Abe, T. Yoshida, N. Yamane, T. Nishiguchi, H. Kasada and K. Ando
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (c) 3 ページ: 1209-1212
  • 査読あり
• [雑誌論文] "High Sensitive Ultraviolet PIN Photodiodes of ZnSSe n-i-p Structure/p-GaAs substrate grown by MBE" (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Miki, T. Abe, J. Naruse, K. Ikumi, T. Yamaguchi, H. Kasada and K. Ando,
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (b) 243 ページ: 950-954
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Development on High Efficient Green LEDs of ZnSSe:Te-ZnMgSSe DH Structure on p-GaAs and Its Degradation Mechanism" (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Abe, K. Makimoto, M. Adachi, T. Tanikawa, N. Inoue, T. Nishinaga, H. Kasada and K. Ando
  • 雑誌名: phys. stat.sol. (c) 3 ページ: 1209-1212
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Slow-mode Degradation Mechanism and Its Control in New Bright and Long-lived ZnSe White LEDs" (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Adachi, K. Ando, T. Abe, N. Inoue, A. Urata, S. Tsutsumi, Y. Hashimoto, H. Kasada, K. Katayama and T. Nakamura,
  • 雑誌名: phys. Stat. sol. (b) 243 ページ: 943-949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow-mode degradation mechanism and its control in new bright and long-lived ZnSe white LEDs (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Adachi, K.Ando, T.Abe, N.Inoue, A.Urata, S.Tsutsumi, Y.Hashimoto, H.Kasada, H.Kasada, K.Katayama, T.Nakamura
  • 雑誌名: physica status solidi (b) 243・4 ページ: 943-949
• [雑誌論文] High sensitive ultraviolet PIN photodiodes of ZnSSe n+-i-p structure/p+-GaAs substrate grown by MBE (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Miki, T.Abe, J.Naruse, K.Ikumi, T.Yamaguchi, H.Kasada, K.Ando
  • 雑誌名: physica status solidi (b) 243・4 ページ: 950-954
• [雑誌論文] Development of high efficient green LEDs of ZnSSe : Te-ZnMgSSe DH structure on p-GaAs and its degradation mechanism (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Abe, K.Makimoto, M.Adachi, T.Tanikawa, N.Inoue, T.Nishinaga, H.Kasada, K.Ando
  • 雑誌名: physica status solidi (c) 3・4 ページ: 1152-1155
• [雑誌論文] High efficiency blue-violet optical modulators of ZnSe/ZnMgSSe asymmetric coupled quantum wells (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Abe, T.Yoshida, N.Yamane, T.Nishiguchi, H.Kasada, K.Ando
  • 雑誌名: physica status solidi (c) 3・4 ページ: 1209-1212
• [雑誌論文] First-Principles Calculation for the the Polarity During ZnO Crystal Grown on the C-Terminated 6H-SiC (000-1) Surface (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Fujiwara, A.Ishii, T.Ebisuzaki, T.Abe, K.Ando
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 45・6A ページ: 4926-4928
  • NAID: 10018148202
• [雑誌論文] Theoretical investigation on the structual properties of ZnO grown on sapphire (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Fujiwara, A.Ishii, T.Ebisuzaki, T.Abe, K.Ando
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 4 ページ: 544-547
• [学会発表] "ZnSSe系II-VI族ワイドバンドギャップ半導体を用いた紫外高感度光検出素子の開発-紫外透明有機導電膜を用いたショットキー型光検出素子-" (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中健,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] ZnSSe系II-VI族ワイドバンドギャップ半導体を用いた紫外高感度光検出素子の開発-紫外透明有機導電膜を用いたショットキー型光検出素子- (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中健, 堅田大介, 三木耕平, 野村まり, 稲垣雄介, 谷達矢, 阿部友紀, 笠田洋文, 安東孝止
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Demonstration of Practical Blue Waveguide Stark-effect Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Abe, N.Yamane, T.Nishiguchi, H.Kozeni, T.Yoshida, M.Adachi, H.Kasada, K.Ando
  • 学会等名: 13th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] New Defect Control for Extremely Long-Lived Widegap Light Emitting Diodes (2009)
  • 著者名/発表者名: MAdachi, K.Ando, Y.Hashimoto, K.Kanzaki, S.Ohashi, Y.Morita, T.Abe, H.Kasada
  • 学会等名: 13th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] "青-紫外線光波帯ZnSSe系アバランシェ・フォトダイオード(APD)に関する研究一p型ガードリングによる側面リーク電流の制御-" (2008)
  • 著者名/発表者名: 野村まり,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] "ZnSe/ZnMgSSe非対称結合量子井戸のシュタルク効果による青色導波型光変調・器(変調度10dB)の開発と低電圧動作化" (2008)
  • 著者名/発表者名: 小銭洋輝,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 青-紫外線光波帯ZnSSe系アバランシェ・フォトダイオード(APD)に関する研究-p型ガードリングによる側面リーク電流の制御- (2008)
  • 著者名/発表者名: 野村まり, 稲垣雄介, 延一樹, 谷達矢, 三木耕平, 堅田大介, 大下雄太, 田中健, 阿部友紀, 笠田洋文, 安東孝止
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] "青-紫外線光波帯ZnSSe系アバランシェ・フォトダイオード(APD)に関する研究-pn接合型ガードリング付APDの量子効率・増倍率改善-" (2008)
  • 著者名/発表者名: 稲垣雄介,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 青-紫外線光波帯ZnSSe系アバランシェ・フォトダイオード(APD)に関する研究-pn接合型ガードリング付APDの量子効率・増倍率改善- (2008)
  • 著者名/発表者名: 稲垣雄介, 野村まり, 延一樹, 谷達矢, 三木耕平, 堅田大介, 大下雄太, 田中健, 阿部友紀, 笠田洋文, 安東孝止
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] "ZnSe系白色LEDの遅い劣化機構に関する研究-増殖性ドナー欠陥の起源-" (2008)
  • 著者名/発表者名: 山崎祐起,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] "ワイドバンドギャップ(ZnSe系,GaN系)LEDの長寿命化のためのREDR反応の人工的制御" (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡本啓史,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] "ZnSSe系PIN型光検出素子の紫外高感度化の検討" (2008)
  • 著者名/発表者名: 堅田大介,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] "青-紫外線光波帯ZnSSe系アバランシェ・フォトダイオード(APD)に関する研究-p型ガードリングによる側面リーク電流の制御-" (2008)
  • 著者名/発表者名: 野村まり,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] "ZnSSe系PIN型光検出素子の紫外高感度化:極薄膜n+窓層成長手法の検証" (2007)
  • 著者名/発表者名: 大下雄太,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] "ZnSSe:Te/ZnMgSSe DH構造中のTe束縛励起子によるレーザー動作検証" (2007)
  • 著者名/発表者名: 森川弦太郎,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第54回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] "ZnSe/ZnMgSSe非対称結合量子井戸のシュタルク効果による青色導波型光変調器" (2007)
  • 著者名/発表者名: 西口俊史,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第54回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] "High Sensitive Ultraviolet Photodiodes of ZnSSe n+-i-p Structure on p+-GaAs with extremely thin n+-Window layer Grown by MBE" (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Miki, Y.Oshita, D.Katada, K.Nobe, M.Nomura, M.Adachi, T.Abe, H.Kasada, K. Ando
  • 学会等名: 13h Int. Conf. II-VI-Compounds
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] "Demonstration of Practical Blue Waveguide Stark-effect Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells" (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Abe, N.Yamane, T.Nishiguchi, H.Kozeni, T.Yoshida, M.Adachi, H.Kasada, K.Ando
  • 学会等名: 13h Int. Conf. II-VI-Compounds
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] "New Defect Control for Extremely Long-Lived Widegap Light Emitting Diodes" (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Adachi, K.Ando, Y. Hashimoto, K. Kanzaki, S. Ohashi, Y. Morita, T. Abe, H. Kasada
  • 学会等名: 13h Int. Conf. II-VI-Compounds
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] High Sensitive Ultraviolet Photodiodes of ZnSSe n^+-i-p Structure on p^+-GaAs with extremely thin n^+-Window layer Grown by MBE (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Miki, Y.Oshita, D.Katada, K. Nobe, M.Nomura, M.Adachi, T. Abe, H.Kasada, K.Ando
  • 学会等名: 13th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Blue Waveguide Stark-effect Optical-Modulators of ZnSe/ZnMgSSe Asymmetric Coupled Quantum Wells (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Nishiguchi, N.Yamane, H. Kozeni, T.Yoshida, T.Abe, H. Kasada, K.Ando
  • 学会等名: 26th Electronic Materials Symposium
  • 発表場所: Biwako, Japan
• [学会発表] "ZnSe/ZnMgSSe非対称結合量子井戸による導波型シュタルク効果光変調器" (2006)
  • 著者名/発表者名: 山根典嗣,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] "TeドープZnSe/ZnMgSSe DH構造における電流注入レーザー動作検証" (2006)
  • 著者名/発表者名: 江畑達郎,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] "ZnSSe-PIN型光検出・器の紫外高感度化:超薄膜n+窓層の検討" (2006)
  • 著者名/発表者名: 三木耕平,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] "走査型拡がり抵抗顕微鏡(SSRM)によるワイドギャップ半導体の素子劣化の評価" (2006)
  • 著者名/発表者名: 森田康裕,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] "ZnSe系白色LEDの遅い劣化機構に関する研究-増殖性ドナ性欠陥の起源-" (2006)
  • 著者名/発表者名: 大橋修二,阿部友紀,他
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2006-08-30