| 研究課題/領域番号 |
22K04245
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
|
|---|
| 研究機関 | 宮崎大学 |
|---|
研究代表者 |
前田 幸治 宮崎大学, 工学部, 教授 (50219268)
|
|---|
| 研究分担者 |
藤澤 剛 法政大学, 理工学部, 教授 (70557660)
荒井 昌和 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90522003)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 超格子 / 中赤外発光 / フォトルミネッセンス / バンド構造計算 / MOCVD / 発光遷移 / 温度依存性 / 励起強度依存性 / バンド構造 / 超格子構造 / 中赤外光源 / MOVPE法 / バンド計算 / 励起光強度依存性 / エネルギーバンド計算 / 発光の温度-励起強度ダイアグラム / 発光遷移図 / PLスペクトル / MOVPE / InAs/GaSb / 中赤外線 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
中赤外線領域（2-10 μm）は、分子の吸収が近赤外領域より桁違いに大きく、微量物質の検出などで最適の波長帯である。量産性の高い有機金属気相成長法を用いた超格子構造を作製し、これまでにない広帯域発光光源を実現する。従来の発光デバイスは、超格子に由来する量子準位間の最低のエネルギーであるバンドギャップ付近の発光を中心に利用していた。本課題で取り組む新しい方法は、超格子構造より計算で求めた電子の状態密度と電子占有状態に基づいて、広範囲の準位からの発光も利用する。これにより、これまで実現されていない約3 μm幅を持つ非熱的高効率広帯域 中赤外発光光源の開発を目指す。
|
| 研究成果の概要 |
本研究は、幅広い波長の赤外線を放出できる素子を作るのが目的です。まず、バンド構造計算の結果、室温で強い光を出すには最低の準位間より、より高エネルギーの準位間のデザインが重要だと判明した。次にその設計に基づき材料を作製したが、発光が予想より弱かった。そこで、計算では考慮していない保護層やバッファー層を工夫することで、強度を上げた。発光の詳細より、低温や弱い光では予測スペクトル形状と一致する傾向が見られたが、強い光では波長の相違や強度の低下があることが分かった。室温で広い波長域の発光は達成したが、温度上昇による発光強度の減少のため今後、欠陥の低減を目指す。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
室温で励起強度を変化させて発光強度やスペクトル形状まで計算し、その構造を実際に作製し計算と実験のスペクトルを比較したことは、学術的に意義がある。まだ、発光強度は強くないが計算上中赤外領域で広い発光波長範囲をもつtype II超格子が実現できる可能性を示せたことは、実現する上で意義がある結果となった。
|
