窒化アルミニウムpn接合ダイオードの発光・受光特性評価

• 研究課題/領域番号: 19686003
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所
• 研究代表者: 谷保 芳孝 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (20393738)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2009年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2008年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2007年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
• キーワード: 結晶工学 / 結晶成長 / 先端機能デバイス / 半導体物性 / 光物性 / 窒化物半導体 / A1N / 発光ダイオード / 紫外

研究概要

深紫外半導体発光デバイス材料として期待されている窒化アルミニウム(AlN)の基礎物性を解明するため、pn接合型AlN深紫外発光ダイオード(LED)などを作製して、それらの特性を評価した。まず、AlNの励起子物性、結晶欠陥の光電子物性、p型ドーピング機構などを解明した。また、AlNはバンド構造の特殊性から、従来の半導体にはなかった強い偏光性を有することを明らかにした。このAlN特有の強い偏光性を活かした高効率AlN深紫外LED構造を提案して、動作確認を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Improved Emission Efficiency of 210-nm Deep-ultraviolet Aluminum Nitride Light-emitting Diode (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 雑誌名: NTT Technical Review (掲載予定)
• [雑誌論文] Surface 210-nm light emission from an AlN p-n junction light-emitting diode enhanced by A-plane growth orientation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.96 ページ: 221110-221110
  • 査読あり
• [雑誌論文] 波長210nm遠紫外発光ダイオードの高効率化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 雑誌名: NTT技術ジャーナル 6巻 ページ: 40829-40829
• [雑誌論文] AlNの光電子物性と波長210nm発光ダイオード (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 雑誌名: 応用電子物性分科会誌 16巻、第2号 ページ: 57-62
• [雑誌論文] Surface 210-nm light emission from an AIN p-n junction light-emitting diode enhanced by A-plane growth orientation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanyasu
  • 雑誌名: Applied Physics Letters (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence of highly excited AlN: Biexcitons and exciton-exciton scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: R.A.R. Leute, M. Feneberg, R. Sauer, K. Thonke, S.B. Thapa, F. Scholz, Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.95 ページ: 31903-31903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence of highly excited AIN : biexciton and exciton-exciton scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Leute
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95 ページ: 31903-31903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum nitride deep-ultraviolet light-emitting p-n junction diodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 雑誌名: Diamond & Related Materials Vol.17 ページ: 1273-1277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum nitride deep-ultraviolet light-emitting p-n junction diodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu and M. Kasu
  • 雑誌名: Diamond & Related Materials 17 ページ: 1273-1277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation and polarization properties of free-exciton emission from AlN (0001) surface (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu, T. Makimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.90 ページ: 261911-261911
  • 査読あり
• [雑誌論文] 窒化アルミニウム(aln)発光ダイオード (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝
  • 雑誌名: 化学と工業 8巻 ページ: 783-785
• [雑誌論文] Radiation and polarization properties of free-exciton emission from AIN(0001)surface (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Taniyasu
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 90
  • 査読あり
• [雑誌論文] 窒化アルミニウム(AlN)発光ダイオード (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保 芳孝
  • 雑誌名: 化学と工業 8 ページ: 783-785
• [学会発表] AlNの光電子物性と波長210nm発光ダイオード (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 学会等名: 応用電子物性分科会研究例会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] 【招待講演】AINの光電子物性と波長210nm発光ダイオード (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝
  • 学会等名: 応用電子物性分科会研究例会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] p型MgドープAlNおよび高Al組成AlGaNの伝導制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 学会等名: 2010年春季第57回応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] p型MgドープAINおよび高A1組成AlGaNの伝導制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝
  • 学会等名: 2010年春季第57回応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Non-c-plane 210-nm AlN light-emitting diode (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 学会等名: The 8th International Conference on Nitride semiconductors (ICNS-8)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Non-c-plane 210-nm AIN light-emitting diode (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Taniyasu
  • 学会等名: The 8th International Conference on Nitride semiconductors (ICNS-8)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] a面AlN発光ダイオードからの波長210nm遠紫外発光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] a面AIN発光ダイオードからの波長210nm遠紫外発光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] High excitation photoluminescence bands in AlN (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Leute, M. Feneberg, K. Thonke, R. Sauer, S. Thapa, F. Scholz, Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 学会等名: e-MRS 2009 Spring Meeting
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2009-06-08
• [学会発表] High excitation photoluminescence bands in AIN (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Leute
  • 学会等名: e-MRS 2009 Spring Meeting
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2009-06-08
• [学会発表] High excitation photoluminescence studies on epitaxially grown AlN layers (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Leute, M. Feneberg, K. Thonke, R. Sauer, S. Thapa, F. Scholz, Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 学会等名: Deutsche Physikalische Gesellschaft conference (DPG2009)
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] High excitation photoluminescence studies on epitaxially grown AlN layers (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Leute
  • 学会等名: Deutsche Physikalische Gesellscaft conference(DPG2009)
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] Y. Taniyasu and M. Kasu, Recent progress in AlN deep-UV light-emitting diodes: physics and device structure, SPIE Photonic West 2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 学会等名: Gallium Nitride Materials and Devices IV
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2009-01-29
• [学会発表] Recent progress in AlN deep-UV light-emitting diodes: physics and device structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu
  • 学会等名: SPIE Photonic West 2009, "Gallium Nitride Materials and Devices IV"
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2009-01-29
• [学会発表] Increase in free-exciton emission intensity from AlN by using m-plane (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 学会等名: International Workshop on Nitride semiconductors (IWN 2008)
  • 発表場所: Montreux, Switzerland
  • 年月日: 2008-10-09
• [学会発表] Increase in free-exciton emission intensity from AlN by using m-plane (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu
  • 学会等名: International Workshop on Nitride semiconductors (IWN 2008)
  • 発表場所: Monteux, Switzerland
  • 年月日: 2008-10-09
• [学会発表] 櫛形メサ構造によるaln遠紫外発光ダイオードの発光強度の増大 (2008)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 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、春日井
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] 櫛形メサ構造によるAlN遠紫外発光ダイオードの発光強度の増大 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu
  • 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、春日井
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] Influence of dislocations on AlN deep-UV light-emitting diodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu
  • 学会等名: The 4th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT4)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2008-05-24
• [学会発表] Influence of dislocations on AlN deep-UV light-emitting diodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu
  • 学会等名: The 4th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT4)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2008-05-24
• [学会発表] m面alnによるバンド端発光強度の増大 (2008)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠
  • 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、船橋
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] AlN deep-UV light-emitting diodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu, T. Makimoto
  • 学会等名: 18th European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides (Diamond 2007)
  • 発表場所: Maritim hotel, Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-09-13
• [学会発表] AIN deep-UV light-emitting diodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Taniyasu
  • 学会等名: 18th European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, andNitrides (Diamond 2007)
  • 発表場所: Maritim hotel,Berlin,Germany
  • 年月日: 2007-09-13
• [学会発表] 負の結晶場分裂エネルギーに起因したaln発光ダイオードの偏光特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠、牧本俊樹
  • 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、札幌
  • 年月日: 2007-09-08
• [学会発表] 負の結晶場分裂エネルギーに起因したAlN発光ダイオードの偏光特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保 芳孝
  • 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、札幌
  • 年月日: 2007-09-08
• [学会発表] aln:pnドーピングと遠紫外l ed (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠、牧本俊樹
  • 学会等名: 第26回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖、大津
  • 年月日: 2007-07-06
• [学会発表] AlN:pnドーピングと遠紫外LED (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保 芳孝
  • 学会等名: 第26回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖、大津
  • 年月日: 2007-07-06
• [学会発表] aln深紫外ledの現状と展望 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝、嘉数誠、牧本俊樹
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部主催セミナー「窒化物半導体のフロンティア」
  • 発表場所: グランキューブ大阪/大阪国際会議場、大阪
  • 年月日: 2007-06-18
• [学会発表] AlN深紫外LEDの現状と展望 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷保 芳孝
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部主催セミナー「窒化物半導体のフロンティア」
  • 発表場所: グランキューブ大阪/大阪国際会議場、大阪
  • 年月日: 2007-06-18
• [学会発表] Deep-UV light emitting diodes by MOVPE (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu, T. Makimoto
  • 学会等名: European Workshop on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (EW-MOVPE)
  • 発表場所: SUZU hotel, Bratislava, Slovakia
  • 年月日: 2007-06-05
• [学会発表] Deep-UV light emitting diodes by MOVPE (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Taniyasu
  • 学会等名: European Workshop on Metal Organic Vapor PhaseEpitaxy(EW-MOVPE)
  • 発表場所: SUZU hotel,Bratislava,Slovakia
  • 年月日: 2007-06-05
• [学会発表] AlN deep-ultraviolet light-emitting diodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniyasu, M. Kasu, T. Makimoto
  • 学会等名: 14th Semiconducting and Insulating Materials Conferences (SIMC XIV)
  • 発表場所: University of Arkansas, Arkansas, USA
  • 年月日: 2007-05-18
• [学会発表] AIN deep-ultraviolet light-emitting diodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Taniyasu
  • 学会等名: 14th Semiconducting and Insulating MaterialsConferences(SIMC XIV)
  • 発表場所: University of Arkansas,Arkansas,USA
  • 年月日: 2007-05-18
• [図書] 紫外LED(平成21年度光技術動向調査報告書, 第1.5.1節) (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝
  • 出版者: 財団法人光産業技術振興協会
• [図書] 平成21年度光技術動向調査報告書 第1.5.1節 紫外LED (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷保芳孝
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 財団法人光産業技術振興協会
• [備考] 報道発表2008年1月25日掲載、日経産業新聞(8面)、「紫外線led発光強度6倍」
• [備考] 表彰受賞者:Yoshitaka Taniyasu表彰名称:Young Scientist Award表彰業績名:For outstanding contributionsin developing and implementing AluminumNitride deep-ultraviolet light-emittingdiodes表彰主催団体名: Semiconducting andInsulating Materials Conferences (SIMCXIV)表彰年月日:平成19年5月17日
• [備考]
  • URL: http://www.brl.ntt.co.jp/people/taniyasu/