| 研究課題/領域番号 |
19K04492
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
郭 其新 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (60243995)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 化合物半導体 / 希土類元素 / 発光特性 / ワイドギャップ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、発光波長が環境温度に依存しない高輝度発光デバイスの実現を目指し、希土類元素ドープ酸化物半導体混晶薄膜の成長と希土類元素の励起機構の解明を目的としている。具体的には、パルスレーザー堆積法を用いて希土類元素ドープ酸化物半導体混晶膜の高品質成長技術を確立し、母体材料のバンドギャップと発光強度の関係を明らかにするとともに、希土類原子の結合状態、局所構造を解明する。また、シンクロトロン光による励起波長が可変なフォトルミネセンス方法を用いて、希土類元素ドープ発光のエネルギー輸送機構を解明し、高効率発光における共ドープ元素の制御方法の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、発光波長が環境温度に依存しない高輝度発光デバイスの実現を目指し、希土類元素ドープ酸化物半導体混晶薄膜の成長と希土類元素の励起機構の解明を目的とした。パルスレーザー堆積法を用いて、希土類元素Erのドープ量を一定とし、異なる組成を持つ酸化物半導体混晶薄膜の成長を行い、X線光電子分光法、フォトルミネッセンス法等により評価した結果、薄膜のバンドギャップを大きくすることにより、薄膜の発光効率が改善されることが分かった。また、希土類元素Tm、Er、Euドープ酸化物多層膜を作製し、得られた薄膜の結晶性と光学特性等を調べた。これらのデータを基に、演色性に優れた白色発光ダイオードの作製に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
パルスレーザー堆積法を用いて高品質の希土類ドープ酸化物薄膜を作製し、薄膜の組成を変化させることにより、バンドギャップの制御に成功し、希土類元素の励起機構の解明に関する知見が得られたことは学術的に大きな意義がある。これにより、発光波長が環境温度に依存しない演色性に優れた白色発光ダイオードが実現され、照明やディスプレイ等に応用し、地球規模の省エネルギー化に貢献でき、社会的意義が極めて大きいと思われる。
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