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窒化物半導体への希土類元素サイトセレクティブドーピング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23760281
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

関口 寛人  豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00580599)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード希土類添加半導体 / 窒化物半導体 / ユーロピウム / 希土類元素
研究概要

Eu添加窒化物半導体は電流注入により希土類イオンを励起できるため、希土類イオンの有する超狭線幅や発光波長の温度安定性を有する新たな概念のデバイスの実現が期待できる。しかしながら,結晶中に取り込まれたすべてのEuイオンが発光に寄与するわけではないため,発光効率の低下を引き起こす.これはEuイオンが取り込まれた際にEuイオン周囲の結晶構造が母体材料からのエネルギー輸送効率や発光効率に大きく影響を及ぼすためである.本研究では,Mg共添加技術を見出し,Eu周囲の局所構造を制御し発光効率の向上を実現した.Eu, Mg共添加GaN をPL評価したところ,^5D_0-^7F_2遷移に対応した3つの発光ピークを観測した.Mg増大に伴い発光ピークは622.3nmから620.3nmへとシフトし,最適なMg濃度において発光強度はMg無添加の試料に比べ20倍の強度が得られた.また最適化された試料においてPL温度特性から見積もられた発光効率は77%であった.これらの結果からMg共添加は選択的に発光サイトを制御し,5D0準位からの非発光成分を抑制する効果があることが示唆された.

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Red Light-Emitting Diodes with Site Selective GaN:Eu Active Layer2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi, Yasufumi Takagi, Tatsuki Otani, Ryota Matsumura, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Emission enhancement mechanism of GaN:Eu by Mg codoping2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi, Yasufumi Takagi, Tatsuki Otani, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 ページ: 13105-13105

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Red Light-Emitting Diodes with Site Selective GaN:Eu Active Layer2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emission enhancement mechanism of GaN:Eu by Mg codoping2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.4772950

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current status for light-emitting diode with Eu-doped GaN active layer grown by MBE2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Wakahara, Hiroto Sekiguchi, Hiroshi Okada, and Yasufumi Takagi
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 132 ページ: 3113-3113

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Current status for light-emitting diode with Eu-doped GaN active layer grown by MBE2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Wakahara
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 132 号: 12 ページ: 3113-3117

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2012.02.001

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Mg codoping on Eu3+ luminescence in GaN grown by ammonia molecular beam epitaxy2011

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Takagi, Takanobu Suwa, Hiroto Sekiguchi, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter

      巻: 99 ページ: 171905-171905

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mg共添加GaN:Euを活性層としたLEDの発光出力向上2013

    • 著者名/発表者名
      松村亮太、大谷龍輝、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 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、神奈川
    • 年月日
      2013-03-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Mg共添加GaN:Euを活性層とした赤色発光ダイオードの作製2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      電気情報通信学会、EP/CPM/LQE研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学、大阪
    • 年月日
      2012-11-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Mg共添加GaN:Euによる赤色域での高効率発光2012

    • 著者名/発表者名
      関口寛人、高木康文、大谷龍輝、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      講演奨励賞受賞記念講演、第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛・松山大学、愛媛
    • 年月日
      2012-09-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] NH_3-MBE法によるMg共添加GaN:Euの発光サイト制御2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛・松山大学、愛媛
    • 年月日
      2012-09-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Optical properties of Mg codoped GaN:Eu LED grown by NH_3-MBE2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、松村亮太、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      第31回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      修善寺、静岡
    • 年月日
      2012-07-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Mg共添加によるGaN:Euの発光特性向上のメカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      関口寛人、大谷龍輝、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 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、東京
    • 年月日
      2012-03-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] NH_3-MBE法によるGaN:Eu LEDの発光特性2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、松村亮太、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 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、東京
    • 年月日
      2012-03-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Red light-emitting diodes with site selective GaN:Eu active layer2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi, Tatsuki Otani, Yasufumi Takagi, Hiroshi Okada, Akihiro Wakahara
    • 学会等名
      nternational Workshop on Nitride semiconductors 2012 (IWN 2012)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Luminescence site control of Mg codoped GaN:Eu by NH3-MBE2012

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Takagi, Tatsuki Otani, Hiroto Sekiguchi, Hiroshi Okada, Akihiro Wakahara
    • 学会等名
      Luminescence site control of Mg codoped GaN:Eu by NH3-MBE
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Optical characteristics of Europium and Magnesium codoped GaN LEDs grown by NH3-MBE2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi, Tatsuki Otani, Yasufumi Takagi, Hiroshi Okada, Akihiro Wakahara
    • 学会等名
      9th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Devices 2012 (ISSLED 2012)
    • 発表場所
      Berlin Germany
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Red light-emitting diodes with site selective GaN:Eu active layer2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride semiconductors 2012
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Luminescence site control of Mg codoped GaN:Eu by NH3-MBE2012

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Takagi
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride semiconductors 2012
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、北海道
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Optical characteristics of Europium and Magnesium codoped GaN LEDs grown by NH3-MBE2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sekiguchi
    • 学会等名
      9th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Devices 2012
    • 発表場所
      TU Berlin, Berlin, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mg共添加GaN:Euによる赤色域での高効率発光2012

    • 著者名/発表者名
      関口寛人
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛・松山大学、愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NH3-MBE法によるMg共添加GaN:Euの発光サイト制御2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛・松山大学、愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Optical properties of Mg codoped GaN:Eu LED grown by NH3-MBE2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝
    • 学会等名
      第31回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺、静岡
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] NH3-MBE法によるGaN:Eu LEDの発光特性2012

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、松村亮太、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 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、東京
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg共添加GaN:Euの発光特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      応用物理学会結晶工学分科会
    • 発表場所
      2011年年末講演会 東京
    • 年月日
      2011-12-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] GaN:EuへのMg共ドーピングによる発光特性への影響2011

    • 著者名/発表者名
      関口寛人、高木康文、大谷龍輝、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会、ED/CPM/LQE研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-11-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] NH_3-MBE法によるEu添加GaNへのMgドーピング効果2011

    • 著者名/発表者名
      関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2011-08-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] NH3-MBE法によるEu添加GaNへのMgドーピング効果2011

    • 著者名/発表者名
      関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 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、山形
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg共添加GaN:Euの発光特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      大谷龍輝、関口寛人、高木康文、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      応用物理学会結晶工学分科会2011年年末講演会
    • 発表場所
      学習院大学、東京
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] GaN:EuへのMg共ドーピングによる発光特性への影響2011

    • 著者名/発表者名
      関口寛人、高木康文、大谷龍輝、岡田浩、若原昭浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会、ED/CPM/LQE研究会
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.int.ee.tut.ac.jp/oeg/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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