| 研究課題/領域番号 |
19H02615
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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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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石井 良太 京都大学, 工学研究科, 助教 (60737047)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021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)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | フォトルミネッセンス / エレクトロルミネッセンス / 窒化物半導体 / ダイヤモンド / 励起子 / 深紫外分光 / 近接場分光 / 極限環境下分光 / 束縛励起子 / AlGaN / 量子井戸 / 時間分解分光 / 超ワイドギャップ半導体 / 極限環境 / 顕微分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，超ワイドギャップ半導体における励起子光物性の解明である．この研究目的を達成するために，極限環境下(極低温下・応力下・磁場下)における深紫外時空間分解分光法の利用を提案しているところに本研究の学術的独自性がある．
励起子とは，電子と正孔がクーロン相互作用によって結合した素励起状態のことである．超ワイドギャップ半導体中の励起子は光と強く相互作用するため，高効率発光/受光デバイスの創出が期待されているが実現には至っていない．この背景には，超ワイドギャップ半導体における励起子光物性の理解が不十分であることが問題点として挙げられる．本研究では，この問題点を解決し，励起子工学の創成を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究により，室温以上の高温下では貫通転位は青色LEDの非輻射再結合中心として働くこと，ナノ多結晶ダイヤモンドからの深紫外バンド端発光の観測，AlGaN系深紫外LEDの内部量子効率・電流注入効率・光取り出し効率の実験的切り分け，100 nmより良い空間分解能を持つ深紫外近接場光学顕微鏡の開発，n型窒化アルミニウムの束縛励起子物性解明などといった成果が得られ，超ワイドギャップ半導体励起子の光物性に関する理解が進むとともに，その評価技術である極限環境下深紫外時空間分解分光法を深化することができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
波長200 nmから300 nmの深紫外光は，浄水やウイルスの不活化，ラベルフリー生体イメージング，および半導体微細加工技術などに大変有用である．超ワイドギャップ半導体は深紫外光源の1つとして注目されているが，現状超ワイドギャップ半導体を用いた深紫外光源の性能は低く留まっている．そこで本研究では，未だ成熟していない深紫外分光の深化とともに，深紫外分光を用いた超ワイドギャップ半導体の光物性解明に取り組み，深紫外光源の高性能化に繋がる超ワイドギャップ半導体の基礎光物性を明らかにすることに成功した．
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