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窒化物縦光学フォノン・プラズモン結合モードによるテラヘルツ光源科学の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 23656010
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関千葉大学

研究代表者

石谷 善博  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60291481)

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 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード赤外光 / THz / 量子干渉 / LOフォノン / 界面分極 / フォノン / 半導体 / テラヘルツ波 / フォノンポラリトン / 界面モード / 半導体薄膜 / テラヘルツ / 電気双極子モーメント / 窒化物半導体 / LOフォノン / プラズモン
研究概要

本研究は、周波数30THz以下のテラヘルツ光源についてフォノンを用いたデバイス原理・構造の提案を目的とした。研究の結果,膜厚半波長以下のGaNおよびAlN薄膜において,ヘテロ界面での分極電荷によるp偏光の電気双極子吸収が確認された。ストライプ型段差構造ではs偏光において効果が確認された。同一振動面に二つのフォノンモードを持つp-GaInPにおけるラマン散乱スペクトルを解析し,価電子帯間の電子遷移による連続準位とLOフォノン2準位との間にファノ効果と同様の量子干渉の成立が確認され,LOフォノン系電磁誘起透明化を用いた光密度閾値のないTHzコヒーレント光発生が原理的に可能であることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Theoretical and experimental study of the optical absorption at longitudinal phonon or phonon-plasmon coupling mode ener gy : An example of GaN2012

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

      J. Appl. Phys

      巻: 112 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carrierr ecombinat ion processes in Mg-doped N-polar InN films2012

    • 著者名/発表者名
      D. Imai, Y . Ishitani, M. Fujiwara, X. Q. Wang, K. Kusakabe, and A. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi

      巻: B249 ページ: 472-475

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron and hole scattering in InN films investigated by infrared measurements2012

    • 著者名/発表者名
      Y . Ishitani, M. Fujiwara, D. Imai, K. Kusakabe, and A. Y oshikawa
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: 207 ページ: 56-64

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical and experimental study of the optical absorption at longitudinal phonon or phonon-plasmon coupling mode energy: An example of GaN2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ishitani
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 112 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.4754555

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Carrierr ecombination dynamics of III-nitrides based on infrared spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Y . Ishitani
    • 学会等名
      AnalytiX
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] p 型 GaInP を用いた 2 種フォノンと連続準位の量子干渉効果2014

    • 著者名/発表者名
      坂本裕則, 石原一行, 馬蓓, 森田健, 石谷善博
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] InN の非輻射再結合速度決定機構におけるキャリア・フォノン輸送特性2014

    • 著者名/発表者名
      今井大地, 森田健, 塚原捷生, 馬 蓓, 石谷善博, 王 新強, 草部一秀, 吉川明彦
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Carrier recombination dynamics of III-nitrides based on infrared spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishitani and D.Imai
    • 学会等名
      AnalytiX2014
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] p 型GaInP を用いた2 種フォノンと連続準位の量子干渉効果2014

    • 著者名/発表者名
      坂本裕則,石原一行,馬ベイ,森田健,石谷善博
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Phonon polariton and infrared absorption effect s in III-nitride thin films2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hatta and Y . Ishitani
    • 学会等名
      The 38th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] III 族窒化物半導体における光子-フォノン相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      八田佳祐, 石谷善博
    • 学会等名
      日本分光学会テラヘルツ分光部会シンポジウムテラヘルツ分光法の最先端 VII~どこへ行くテラヘルツ分光~
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 窒化インジウムにおけるフォノン放出を伴う非輻射再結合2013

    • 著者名/発表者名
      今井大地, 石谷善博, 王新強, 吉川明彦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] InN のバンド端発光効率低減過程におけるフォノン輸送特性の影響2013

    • 著者名/発表者名
      今井大地, 石谷善博, 王新強, 吉川明彦
    • 学会等名
      第74回秋季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 窒化物半導体における光子-フォノン相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      八田佳祐, 石谷善博
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] III族窒化物半導体における光子-フォノン相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      八田佳祐,石谷善博
    • 学会等名
      日本分光学会テラヘルツ分光部会シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Phonon polariton and infrared absorption effects in III-nitride thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Hatta and Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      The 38th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] InN のバンド端発光の低減におけるフォノン放出による非輻射性再結合過程2012

    • 著者名/発表者名
      石谷善博
    • 学会等名
      第22回格子欠陥フォーラム・励起ナノプロセス研究会・理研シンポジウム合同シンポジウム
    • 発表場所
      マホロバマインズ三浦
    • 年月日
      2012-09-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Infrared measurement s in the study of III-nitrides2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishitani
    • 学会等名
      Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductor
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interface phonon polariton and infrared optical absorption in nitride thin films2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishitani
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Sapporo, Japan, oral
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Mid and Far -Infrared analysis of the local electron-lattice dynamics on carrier recombinat ion processes of InN films2012

    • 著者名/発表者名
      D. Imai, Y . Ishitani, M. Fujiwara, X. Wang, K. Kusakabe, and A. Y oshikawa
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors 2012
    • 発表場所
      Sapporo, Japan, oral
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect s of Carrier Transport and Local Lattice Temperature on Nonr adiat ive Recombination processes in InN Films2012

    • 著者名/発表者名
      D. Imai, Y . Ishitani, X . Wang, K. Kusakabe, and A. Yoshikawa
    • 学会等名
      10th International Symposium on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Washington, USA, oral
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Analysis of non-radiative carrier recombination processes in InN films by mid-infrared spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      D. Imai, Y . Ishitani, M. Fujiwara, X. Wang, K. Kusakabe, and A. Y oshikawa
    • 学会等名
      Electronic Material Symposium
    • 発表場所
      State College, P A, USA, oral
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] InN のキャリア再結合における局所的電子 ・ 格子ダイナミクスの影響2012

    • 著者名/発表者名
      今井大地, 石谷善博, 王 新強, 草部一秀, 吉川明彦
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Carrier scattering processes in p and n type InN fims by infrared spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      M.Fujiwara, Y .Ishitani, X.Q.Wang, D.Imai, K.Kusakabe, and A.Y oshikawa
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Characteristics of carrier recombination processes in n-type and p-type InN films analyzed by infrared spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      D.Imai, Y .Ishitani, X.Q. Wang, K.Kusakabe, and A.Yoshikawa
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 近・中赤外域分光による InN の輻射・非輻射再結合過程解析2012

    • 著者名/発表者名
      今井大地, 石谷善博, 王 新強, 草部一秀, 吉川明彦
    • 学会等名
      第4回窒化物半導体結晶成長講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 窒化物エピタキシャル層評価における中赤外域表面・界面モードの利用2012

    • 著者名/発表者名
      増田祥太郎, 石谷善博, 草部一秀, 吉川明彦
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] InNの正孔散乱過程2011

    • 著者名/発表者名
      石谷善博,今井大地,王新強,草部一秀,吉川明彦
    • 学会等名
      第5回窒化物半導体の高品質結晶成長とその素子応用
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外分光によるGaNのフォノン・電子物性深さ分解評価における重要点2011

    • 著者名/発表者名
      石谷善博,増田祥太郎,草部一秀,吉川明彦
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外分光法によるInNおよびその他窒化物半導体評価2011

    • 著者名/発表者名
      石谷善博,藤原昌幸,今井大地,王新強,草部一秀,吉川明彦
    • 学会等名
      日本学術振興会第162委員会第76回研究会(招待講演)
    • 発表場所
      キャンパスイノベーションセンター東京
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 窒化物半導体における光子-フォノン相互作用

    • 著者名/発表者名
      八田佳祐
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Interface phonon polariton and infrared optical absorption in nitride thin films

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] InNのバンド端発光の低減におけるフォノン放出による非輻射性再結合過程

    • 著者名/発表者名
      石谷善博
    • 学会等名
      第22回格子欠陥フォーラム・励起ナノプロセス研究会・理研シンポジウム 合同シンポジウム
    • 発表場所
      マホロバマインズ三浦
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Carrier scattering processes in p and n type InN fims by infrared spectroscopy

    • 著者名/発表者名
      M.Fujiwara, Y.Ishitani, X.Q.Wang, D.Imai, K.Kusakabe, and A.Yoshikawa
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://photonics.te.chiba-u.jp

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 光エレクトロニクス研究室

    • URL

      http://photonics.te.chiba-u.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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