ボウイングを利用した赤外領域半導体材料

• 研究課題/領域番号: 23510133
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 小柴 俊 香川大学, 工学部, 教授 (80314904)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: ナノ機能材料 / エピタキシャル成長 / III-V化合物半導体 / 窒化物半導体 / GaNAs / 室温発光 / 化合物半導体 / ヘテロ構造 / RF-MBE / Nitride / nano structure

研究概要

本研究では窒素組成に応じてGaNAsの禁制帯幅が非線形的に変化するボウイング現象を利用してInを用いない赤外領域の電子・工学材料の実現を目的としてGaNAs/GaAs多重量子井戸をドープしたGaAsでサンドイッチしたp-i-n構造を作製し、その電気的・光学的特性を評価した。作製されたp-i-n構造は期待される整流特性を示し、GaNAsによる光起電力の向上が観測された。　また順方向で電流を注入することでGaNAs量子井戸からの発光が窒素温度のほか室温においても観測され、GaNAsの可能性を明らかにした。上記の成果は2件の英語論文と招待講演１つを含む3件の国際会議発表に結実している。

研究成果

• [雑誌論文] GaNAs/GaAs MQWs p-i-n junctions grown by RF-MBE using modulated nitrogen radical beam source (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ohta; K. Arimoto; M. Shiraga; K. Ishii; M. Inada; S. Yanai; Y. Nakai; H. Akiyama; T. Mochizuki; N. Takahashi; H. Miyagawa; N. Tsurumachi; S. Nakanishi; S. Koshiba
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 378 ページ: 150-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroluminescence of GaNAs/GaAs MQWs p-i-n Junctions Grown by RF-MBE using Modulated Nitrogen Radical Beam Source (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Ohta, K. Arimoto, M. Shiraga, K. Ishii, M. Inada, S. Yanai, Y. Nakai, H. Akiyama, T. Mochizuki, T. Takahashi, N. Takahashi, H. Miyagawa, N. Tsurumachi, S. Nakanishi, and S.Koshiba
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: (in press) ページ: 150-153
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2013.01.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical and Optical Properties of GaNAs/GaAs MQW p-i-n Junctions (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Arimoto; M. Shiraga; H. Shirai; S. Takeda; M. Ohmori; H. Akiyama; T. Mochizuki; K. Yamaguchi; H. Miyagawa; N. Tsurumachi; S. Nakanishi; S. Koshiba
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 37, 2 ページ: 193-196
  • 査読あり
• [学会発表] GaNAs/GaAs Nano Structures Grown by Modulated Nitrogen Beam Epitaxy and their Optical and Electrical Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Shyun Koshiba
  • 学会等名: BIT Congress Inc., 2nd Annual Nano-S&T-2012
  • 発表場所: Quingdao China (国内会議)
  • 招待講演
• [学会発表] Electroluminescence of GaNAs/GaAs MQWs p-i-n Junctions Grown by RF-MBE using Modulated Nitrogen Radical Beam Source (2012)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Ohta; Kohei Arimoto; Masahiro Shiraga; Kenta Ishii; Masatoshi Inada; Shunnsuke Yanai; Yuuko Nakai; Hidefumi Akiyama; Toshimitsu Mochizuki; Toshio Takahashi; Naoshi Takahashi; Hayato Miyagawa; Noriaki Tsurumachi; Shunsuke Nakanishi; Shyun Koshiba
  • 学会等名: The 17th International Conference on Molecular Beam Epitaxy-MBE2012 Material Research Society of Japan (MRS-Japan)
  • 発表場所: Nara (国内会議)
• [学会発表] Electroluminescence of GaNAs/GaAs MQWs p-i-n Junctions Grown by RF-MBE using Modulated Nitrogen Radical Beam Source (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Ohta; K. Arimoto; M. Shiraga; K. Ishii; M. Inada; S. Yanai; Y. Nakai; H. Akiyama; T. Mochizuki; T. Takahashi; N. Takahashi; H. Miyagawa; N. Tsurumachi; S. Nakanishi; S. Koshiba
  • 学会等名: The 17th International Conference on Molecular Beam Epitaxy-MBE2012
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] GaNAs/GaAs Nano Structures Grown by Modulated Nitrogen Beam Epitaxy and their Optical and Electrical Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Koshiba
  • 学会等名: BIT Congress Inc., 2nd Annual Nano-S&T-2012, Nanoscience & Nanotechnology
  • 発表場所: Quingdao, China
  • 招待講演
• [学会発表] Electrical and Optical Properties of GaNAs/GaAs MQW p-i-n Junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohei Arimoto; Masahiro Shiraga; Hideto Shirai; Shunsuke Takeda; Masato Ohmori; Hidefumi Akiyama; Toshimitu Mochizuki; Kenzo Yamaguchi; Hayato Miyagawa; Noriaki Tsurumachi; Shunsuke Nakanishi; Shyun Koshiba
  • 学会等名: The 21st MRS-Japan Academic Symposium, Material Research Society of Japan (MRS-Japan)
  • 発表場所: Yokohama, Kanagawa (国内会議)
• [学会発表] InGaNAs 系量子構造の光学特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中森 章絵; 福村 博信; 矢内 俊輔; 白神 昌明; 戎 麻里; 宮川 勇人; 鶴町 徳昭; 中西 俊介; 小柴 俊
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部・日本物理学会四国支部・物理教育学会中国支部 2011年度 学術講演会,応用物理学会,日本物理学会,物理教育学会
  • 発表場所: 鳥取大学鳥取キャンパス (国内会議)
• [学会発表] ドープしたGaAs/GaNAs ヘテロpn 接合の作製および電気特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有本 昂平; 戎 麻里; 矢内 俊輔; 福村 博信; 白井 英登; 中西 俊介; 鶴町 徳昭; 宮川 勇人; 小柴 俊
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部・日本物理学会四国支部・物理教育学会中国支部 2011年度学術講演会,応用物理学会,日本物理学会,物理教育学会
  • 発表場所: 鳥取大学鳥取キャンパス (国内会議)
• [学会発表] GaP 基板上におけるGaNAs/AlNAs 超格子の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢内 俊輔; 中井 裕子; 伊藤寛; 宮川 勇人; 鶴町 徳昭; 中西 俊介; 高橋 尚志;高橋 敏男; 小柴 俊
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部・日本物理学会四国支部・物理教育学会中国支部 2011年度 学術講演会,応用物理学会,日本物理学会、物理教育学会
  • 発表場所: 鳥取大学鳥取キャンパス (国内会議)
• [学会発表] Electrical and Optical Properties of GaNAs/GaAs MQW p-i-n Junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: K, Arimoto; M. Shiraga; H. Shirai; S. Takeda; M. Ohmori; H. Akiyama; T. Mochizuki; K. Yamaguchi; H. Miyagawa; N. Tsurumachi; S. Nakanishi; S. Koshiba
  • 学会等名: The 21st MRS-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: 横浜