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超高速集積回路用電流注入型赤外発光素子の試作と原理実証

研究課題

研究課題/領域番号 20360144
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関熊本大学

研究代表者

中村 有水  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (00381004)

研究分担者 土屋 昌弘  独立行政法人情報通信研究機構, 上席研究員 (50183869)
中 良弘  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (30305007)
山本 直克  独立行政法人情報通信研究機構, 第一研究部門新世代ネットワーク研究センター, 研究員 (60328523)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2009年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワード電気・電子材料 / シリコンフォトニクス / 赤外発光素子 / 発光素子 / 酸化物 / 希土類 / 赤外光 / 集積回路 / 酸化珪素 / エルビウム
研究概要

超高速集積回路の実現に向けてシリコン基板上における光伝送技術を開発するため、未開発である発光素子に関して新たな素子構造を提案・試作した。それは希土類添加のシリコン酸化膜発光層をP型・N型イドギャップ半導体の電流注入層で挟んだ構造である。希土類添加の酸化物に対する電流注入は、技術的にも学術的にも未開拓な分野であるが、本新規構造を用いた発光素子を試作し、室温で電流注入による1.5μm帯の赤外発光を観測することに成功し、さらに発光が10V程度の低電圧から得られることを実証した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (38件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] エルビウム添加シリコン酸化膜を用いた電流注入型赤外発光素子の低電圧化2010

    • 著者名/発表者名
      中良弘, 曽根田真也, 中野誠一, 疋田創, 住吉猛, 土屋昌弘, 中村有水
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C Vol.J93-C, No.8

      ページ: 264-265

    • NAID

      110007681462

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] エルビウム添加シリコン酸化膜を用いた電流注入型赤外発光素子の低電圧化2010

    • 著者名/発表者名
      中良弘
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: J93-C ページ: 264-265

    • NAID

      110007681462

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Characterization and X-ray Photoelectron Spectroscopy of Erbium-Doped Silicon Suboxide Infrared Emitting at 1.5μm2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Naka, N.Yamamoto, M.Kishi, D.Miyawaki, T.Yoshida, T.Minami, K.Ito, M.Tsuchiya, Y.Nakamura
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.47, No.12

      ページ: 8871-8873

    • NAID

      40016389623

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Characterization and X-ray Photoelectron Spectroscopyof Erbium-Doped Silicon Suboxide Infrared Emitting at 1.5μm2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Naka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 8871-8873

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 真空蒸着及びミストCVDを用いて形成した酸化スズ薄膜のp型化に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      新田貴史, 高山和也, 森中将嵩, 須惠耕二, 中良弘, 中村有水
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      27Fp-4(九州大学伊都キャンパス)
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 赤外発光を有するEr添加SnO_2薄膜のアニール条件最適化2010

    • 著者名/発表者名
      住吉猛, 疋田創, 木須光一郎, 中良弘, 中村有水
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      27Fp-5(九州大学伊都キャンパス)
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ミストCVD法による酸化亜鉛薄膜のP型化に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      小野隆博, 後藤雅典, 杉野雅俊, 牧雅俊, 須惠耕二, 中良弘, 中村有水
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      27Fp-6(九州大学伊都キャンパス)
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 赤外発光を有するEr添加SnO_2薄膜のアニール条件最適化2010

    • 著者名/発表者名
      住吉猛
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ミストCVD法による酸化亜鉛薄膜のP型化に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      小野隆博
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 真空蒸着及びミストCVDを用いて形成した酸化スズ薄膜のp型化に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      新田貴史
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2010-11-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] テルビウム添加酸化スズ薄膜の緑色発光特性2010

    • 著者名/発表者名
      田中俊洋, 中良弘, 中村有水
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      15p-ZJ-8(長崎大学文教キャンパス)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] テルビウム添加酸化スズ薄膜の緑色発光特性2010

    • 著者名/発表者名
      田中俊洋
    • 学会等名
      平成22年度応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Growth condition dependennce on thickness distribution of ZnO thin film formed by mist-CVD2010

    • 著者名/発表者名
      M.Maki, M.Sugino, M.Goto, T.Ono, K.Sue, Y.Naka, Y.Nakamura
    • 学会等名
      The Proceedings of The 6th International Workshop on Zinc Oxide and Related Materials
    • 発表場所
      G24(268-269)(Bayi Hotel, Changchun, China.)
    • 年月日
      2010-08-06
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Growth condition dependennce on thickness distribution of ZnO thin film formed by mist-CVD2010

    • 著者名/発表者名
      M.Maki
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Zinc Oxide and Related Materials
    • 発表場所
      Bayi Hotel, Changchun, China
    • 年月日
      2010-08-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 1.5μm Photoluminescence Properties of Er-doped SnO_22010

    • 著者名/発表者名
      K.Kisu, T.Hikida, T.Sumiyoshi, Y.Naka, M.Tsuchiya, Y.Nakamura
    • 学会等名
      The Proceedings of The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      TuP36(Takamatsu Symbol Tower, Kagawa, Japan.)
    • 年月日
      2010-06-01
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 1.5um Photoluminescence Properties of Er-doped SnO22010

    • 著者名/発表者名
      K.Kisu
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Takamatsu Symbol Tower, Kagawa, Japan
    • 年月日
      2010-06-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical Properties of Europium-doped Tin dioxide2010

    • 著者名/発表者名
      R.A.Inyangat, K.Kisu, T.Tanaka, Y.Naka, Y.Nakamura
    • 学会等名
      The 4th International Student Conference on Advanced Science and Technology
    • 発表場所
      (Ege University, Izmir, Turkey.)
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] エルビウム添加シリコン酸化膜を用いた光導波路の特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      中良弘, 山本直克, 伊藤功三郎, 高武明真, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      17p-P3-6(東海大学湘南キャンパス)
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] エルビウム添加シリコン酸化膜を用いた光導波路の特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      中良弘
    • 学会等名
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ミストCVD法による低コストなP型酸化亜鉛薄膜の形成2010

    • 著者名/発表者名
      須惠耕二
    • 学会等名
      平成21年度琉球大学機器・分析技術研究会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電流注入によるEr添加Si酸化膜からの1.5μm赤外発光2009

    • 著者名/発表者名
      中良弘, 曽根田真也, 中野誠一, 疋田創, 住吉猛, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 発表場所
      OPE2009-168(41-45)(機械振興会館(東京都))
    • 年月日
      2009-12-18
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 電流注入によるEr添加Si酸化膜からの1.5μm赤外発光2009

    • 著者名/発表者名
      中良弘
    • 学会等名
      光エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 年月日
      2009-12-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ミストCVD法による無添加酸化亜鉛薄膜の形成と光学的評価2009

    • 著者名/発表者名
      後藤雅典, 小野隆博, 須惠耕二, 中良弘, 中村有水
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      22Aa-8(熊本大学)
    • 年月日
      2009-11-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er添加SiOx薄膜の赤外発光における内部量子効率測定と作製条件の最適化2009

    • 著者名/発表者名
      住吉猛, 疋田創, 中野誠一, 曽根田真也, 高武明真, 中良弘, 山本直克, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      21Ca-1(熊本大学)
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er添加Si酸化膜への電流注入による赤外発光2009

    • 著者名/発表者名
      中野誠一, 曽根田真也, 高武明真, 中良弘, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      21Ca-2(熊本大学)
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er添加SiOx薄膜の赤外発米における内部量子効率測定と作製条件の最適化2009

    • 著者名/発表者名
      住吉猛
    • 学会等名
      2009年 応用物理学会 九州支部 学術講演会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Er添加Si酸化膜への電流注入による赤外発光2009

    • 著者名/発表者名
      中野誠一
    • 学会等名
      2009年 応用物理学会 九州支部 学術講演会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ミストCVD法による無添加酸化亜鉛薄膜の形成と光学的評価2009

    • 著者名/発表者名
      後藤雅典
    • 学会等名
      2009年 応用物理学会 九州支部 学術講演会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-11-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Infrared photo-luminescence properties of Er-doped SnO_22009

    • 著者名/発表者名
      K.Kisu, K.Koyama, S.Soneda, A.Kotake, Y.Naka, M.Tsuchiya, Y.Nakamura
    • 学会等名
      The Proceedings of The Workshop of Impurity Based Electroluminescent Devices and Materials (IBEDM-2009)
    • 発表場所
      Abstr#50(The Hotel Golden Bahia de Tossa & Spa, Tossa de Mar, Spain.)
    • 年月日
      2009-10-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Infrared electro-luminescence at 1.5μm from Er-doped SiOx2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura, S.Soneda, S.Nakano, T.Hikida, T.Sumiyoshi, K.Kisu, Y.Naka, M.Tsuchiya
    • 学会等名
      The Proceedings of The Workshop of Impurity Based Electroluminescent Devices and Materials (IBEDM-2009)(Invited talk)
    • 発表場所
      Abstr#25(The Hotel Golden Bahia de Tossa & Spa, Tossa de Mar, Spain.)
    • 年月日
      2009-10-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Infrared photo-luminescence properties of Er-doped SnO_22009

    • 著者名/発表者名
      木須光一郎
    • 学会等名
      The Workshop of Impurity Based Electroluminescent Devices and Materials(IBEDM-2009)
    • 発表場所
      Spain, Tossa de Mar
    • 年月日
      2009-10-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Infrared electro-luminescence at 1.5μm from Er-doped SiOx2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakamura
    • 学会等名
      The Workshop of Impurity Based Electroluminescent Devices and Materials(IBEDM-2009)
    • 発表場所
      Spain, Tossa de Mar
    • 年月日
      2009-10-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Er添加SiOx薄膜の1.5μm発光における内部量子効率測定2009

    • 著者名/発表者名
      疋田創, 住吉猛, 中野誠一, 曽根田真也, 高武明真, 中良弘, 山本直克, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      30a-TC-4(富山大学)
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er添加SnO_2薄膜の赤外発光特性2009

    • 著者名/発表者名
      木須光一郎, 高山和也, 曽根田真也, 高武明真, 中良弘, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      30a-TC-5(富山大学)
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er添加SnO_2薄膜の赤外発光特性2009

    • 著者名/発表者名
      木須光一郎
    • 学会等名
      2009年秋季 第70回応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Er添加SiOx薄膜の1.5μm発光における内部量子効率測定2009

    • 著者名/発表者名
      疋田創
    • 学会等名
      2009年秋季 第70回応用物理学会 学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Er添加Si酸化膜を用いた電流注入による1.5μm赤外発光2009

    • 著者名/発表者名
      中野誠一, 曽根田真也, 美並聖, 高武明真, 中良弘, 山本直克, 土屋昌弘, 中村有水
    • 学会等名
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      30a-P4-27(筑波大学筑波キャンパス)
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er添加Si酸化膜を用いた電流注入による1.5μm赤外発光2009

    • 著者名/発表者名
      中野誠一
    • 学会等名
      2009年春季第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波、日本
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 1.5μm Photoluminescence from Conductive Er-doped SnOx2008

    • 著者名/発表者名
      K.Kisu, S.Soneda, A.Kotake, Y.Naka, N.Yamamoto, M.Tsuchiya, Y.Nakamura
    • 学会等名
      Extended Abstracts of the 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      P-8-4(558-559)(Tsukuba International Congress Center, Ibaraki, Japan.)
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 1.5μm Photoluminescence from Conductive Er-doped SnO_x2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kisu
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid Sate Devices and Materials (SSDM-2009)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 1.5μm Light Emission from Er-doped SiOx with Widegap Carrier Injection Layers2008

    • 著者名/発表者名
      S.Soneda, T.Minami, K.Ito, A.Kotake, S.Nakano, Y.Naka, N.Yamamoto, M.Tsuchiya, Y.Nakamura
    • 学会等名
      Proceedings of 5th International Conference on Group IV Photonics
    • 発表場所
      WP26(Hilton Sorrento Palace, Sorrento, Italy)
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 1.5μm light emission from Er-doped low-x SiO_x with widegap semiconductor carrier injection layers2008

    • 著者名/発表者名
      S. Soneda
    • 学会等名
      5th International Conference on Group IVPhotonics (GPF-2008)
    • 発表場所
      Sorrento, Italy
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 発光素子およびその製造方法、ならびに発光パネルおよび発光装置2009

    • 発明者名
      中村有水, 中良弘, 田中俊洋
    • 権利者名
      熊本大学
    • 出願年月日
      2009-02-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 発光素子およびその製造方法、ならびに発光パネルおよび発光装置2009

    • 発明者名
      中村 有水, 中 良弘, 田中 俊洋
    • 権利者名
      熊本大学
    • 産業財産権番号
      2009-042539
    • 出願年月日
      2009-02-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 発光素子およびその製造方法2008

    • 発明者名
      中村有水, 中良弘, 木須光一郎
    • 権利者名
      中村有水
    • 出願年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 発光素子およびその製造方法2008

    • 発明者名
      中村 有水, 中 良弘, 木須 光一郎
    • 権利者名
      中村 有水
    • 産業財産権番号
      2008-264614
    • 出願年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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