窒化物系LEDにおける発光効率評価法の確立と効率低下要因の解明

• 研究課題/領域番号: 23860062
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 豊田工業高等専門学校
• 研究代表者: 室谷 英彰 豊田工業高等専門学校, 電気・電子システ, 助教 (20612906)
• 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: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 電気・電子材料 / 薄膜・量子構造 / 窒化物半導体 / LED / フォトルミネッセンス / 電子・電子材料

研究概要

本研究課題では、窒化物系LEDの発光効率評価法の確立と効率低下要因の解明を目標に、InGaN系混晶半導体の光物性評価を行った。InGaNナノワイヤにおいて内部量子効率の導出と発光ダイナミクスの解析を行い、既存の内部量子効率評価法の問題点を明確化した。さらに、内部量子効率の励起パワー密度依存性を解析することにより、強励起下における効率低下機構について考察し、強励起下における内部量子効率の低下が局在準位の飽和を反映していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Emission wavelength dependence of internal quantum efficiency in InGaN nanowires (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Murotani, H. Andoh, T. Tsukamoto, T. Sugiura, Y. Yamada, T. Tabata, Y.Honda, M. Yamaguchi, H. Amano
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 52, 08 号: 8S ページ: 08JE10-08JE10
  • DOI: 10.7567/jjap.52.08je10
  • NAID: 210000142654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emission wavelength dependence of internal quantum efficiency in InGaN nanowires (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Murotani
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 未定
  • NAID: 210000142654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between in-plane strain and optical polarization of Si-doped AlGaN epitaxial layers as a function of Al content and Si concentration (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kurai, K. Shimomura, H. Murotani,Y. Yamada, H. Miyake, K. Hiramatsu
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol. 112 号: 3 ページ: 33512-33512
  • DOI: 10.1063/1.4743016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of internal quantum efficiency on doping region and Siconcentration in Al-rich AlGaNternary alloy films probed by cross-sectional scanning near-fieldoptical microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Murotani, K. Anai, D. Akase, Y.Yamada, H. Miyake, K. Hiramatsu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 51 号: 3R ページ: 0356041-6
  • DOI: 10.1143/jjap.51.035604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of internal quantum efficiency on doping region and Si concentration in Al-rich AlGaN quantum wells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Murotani
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 号: 4 ページ: 0421101-4
  • DOI: 10.1063/1.4739431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombination dynamics of localized excitons in AlxGa1-xN (0.37<x<0.81) ternary alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Murotani, R. Kittaka, S. Kurai, Y.Yamada, H. Miyake, K. Hiramatsu
  • 雑誌名: Physica Status Solidi c 巻: 8 号: 7-8 ページ: 2133-2135
  • DOI: 10.1002/pssc.201000899
  • 査読あり
• [学会発表] InGaNナノワイヤにおけるPLスペクトルの温度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 室谷英彰,安藤浩哉,塚本武彦,杉浦藤虎,山田陽一,田畑拓也,本田善央,山口雅史,天野浩
  • 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,神奈川県
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Recombination dynamics of localized excitons in InGaN nanowires (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Murotani
  • 学会等名: 18th International Conference on Electron dynamics in Semiconductors, Optoelectronics, and Nanostructures
  • 発表場所: 松江市
• [学会発表] InGaNナノワイヤにおけるPLスペクトルの温度依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 室谷英彰
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木市
• [学会発表] Emission wavelength dependence of internal quantum efficiency in InGaN nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Murotani, H. Andoh, T. Tsukamoto, T. Sugiura, Y. Yamada, T. Tabata, Y. Honda, M. Yamaguchi, H. Amano
  • 学会等名: International Workshop on Nitride semiconductors 2012 (IWN2012)
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] InGaNナノワイヤの内部量子効率に対する積層欠陥の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 室谷英彰,安藤浩哉,塚本武彦,杉浦藤虎,山田陽一,田畑拓也,本田善央,山口雅史,天野浩
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学,愛媛県
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] InGaNナノワイヤにおける内部量子効率の発光波長依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 室谷英彰,安藤浩哉,塚本武彦,杉浦藤虎,山田陽一,田畑拓也,本田善央,山口雅史,天野浩
  • 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,東京都
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Emission wavelength dependence of internal quantum efficiency in InGaN nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Murotani
  • 学会等名: International Workshop on Nitride semiconductors 2012
  • 発表場所: 札幌市
• [学会発表] InGaNナノワイヤの内部量子効率に対する積層欠陥の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 室谷英彰
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山市
• [学会発表] Time- and spatially resolved luminescence spectroscopy of ZnO nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Murotani, et al
  • 学会等名: IIT Madras-Japan joint symposium on ZnO nano-crystals and allied materials
  • 発表場所: Chennai, India
• [学会発表] InGaNナノワイヤにおける内部量子効率の発光波長依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 室谷英彰, 他
  • 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
• [学会発表] Sb添加ZnOナノ構造体の時間空間分解分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 穴井恒二, 他
  • 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
• [学会発表] AlGaN系量子井戸構造の内部量子効率に対するSi添加効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤瀬大貴,室谷英彰,穴井恒二,山田陽一,三宅秀人,平松和政
  • 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,山形県
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Two-photon resonance of biexcitons in mid-compositional AlxGa1-xN ternary alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kittaka, H. Muto, H. Murotani, Y.Yamada, H. Miyake, K. Hiramatsu
  • 学会等名: 9th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-9)
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2011-07-12
• [学会発表] Effects of Si doping on internal quantum efficiency of AlxGa1-xN/ AlyGa1-yN quantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Murotani, D. Akase, K. Anai, Y.Yamada, H. Miyake, K. Hiramatsu
  • 学会等名: Asian Pacific Workshop on Widegap Semiconductors, (APWS-2011), Mo-P49
  • 発表場所: Toba, Japan
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Effects of Si doping on internal quantum efficiency of Al_xGa_<1-x>N/Al_yGa_<1-y>N quantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Murotnai, et al
  • 学会等名: 5th Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors
  • 発表場所: 鳥羽国際ホテル
• [学会発表] Two-photon resonance of biexcitons in mid-compositional Al_xGa_<1-x>N ternary alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Yamada, et al
  • 学会等名: 9th International Conference on Nitride semiconductors
  • 発表場所: Glasgow, UK
• [学会発表] AlGaN系量子井戸構造の内部量子効率に対するSi添加効果(2) (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤瀬大貴, 他
  • 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