電極が不要な禁制帯内の包括的マルチレベル分光手法の開拓

• 研究課題/領域番号: 24360005
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 鎌田 憲彦 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50211173)
• 研究分担者: 福田 武司 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40509121) ; 平山 秀樹 理研, 平山量子光素子研究室, 主任研究員 (70270593)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
• キーワード: フォトルミネッセンス / 半導体 / 非発光再結合準位

研究成果の概要

BGE光源の拡充を通して、発光効率低下をもたらす非発光再結合準位、動作不安定性や信頼性低下をもたらすキャリア捕獲準位を励起し、バンド間励起光で生じるPLの強度変動をTWEPL法で精密観測した。深紫外域AlGaN-MQW、InAlGaN-MQWで初めてNRR準位検出とNRRパラメーターの導出を達成、またBa3Si6O12N2:Eu2+（BSON）の熱ルミネッセンスから捕獲準位を、TWEPL測定からNRR準位を初めて検出した。このうち過渡成分はトラップ準位、定常成分はNRR準位による。
総じてTWEPL法を主軸とし、時分解PL、熱ルミネッセンス等を合わせた包括的な準位検出・解析を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Nonradiative centers in deep-UV AlGaN-based quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata, A. Z. M. Touhidul Islam, M. Julkarnain, N. Murakoshi, T. Fukuda, and H. Hirayama
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi B 巻: 252 号: 5 ページ: 936-939
  • DOI: 10.1002/pssb.201451582
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dominant nonradiative centers in InGaN single quantum well by time-resolved and two-wavelength excited photoluminescence (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Julkarnain, N. Murakoshi, A. Z. M. Touhidul Islam, T. Fukuda, N. Kamata, and Y. Arakawa
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi B 巻: 252 号: 5 ページ: 952-955
  • DOI: 10.1002/pssb.201451499
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 第14回照明の科学と技術に関する国際シンポジウム（LS14）に参加して (2015)
  • 著者名/発表者名: 大森信哉, 明石行生, 鎌田憲彦, 神野雅文
  • 雑誌名: 照明学会誌論文号 巻: ９９ ページ: 90-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical detection of nonradiative recombination centers in AlGaN quantum wells for deep UV region (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Z. M. Touhidul Islam, Naoki Murakoshi, Takeshi Fukuda, Hideki Hirayama, and Norihiko Kamata
  • 雑誌名: Phys. Status Soldi C 巻: 11 ページ: 832-835
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MOCVDを用いたGaN/ALGaNテラヘルツ量子カスケードレーザー（THz-QCL）の作製と7THz発振動作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田史朗, 寺嶋亘, 鎌田憲彦, 平山秀樹
  • 雑誌名: 電子情報通信学会, 信学技報 巻: ED2014-84 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical detection of nonradiative recombination centers in AlGaN quantum wells for deep UV region (2014)
  • 著者名/発表者名: 59) A.Z.M.Touhidul Islam,N.Murakoshi,T.Fukuda, H.Hirayama,and N.Kamata
  • 雑誌名: Phys.Status.Solidi C 巻: C 11 ページ: 832-835
  • 査読あり
• [雑誌論文] 素子透明化によるAlGaN深紫外LEDの光取出し効率の高効率化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹、前田哲利、藤川紗知恵、豊田史郎、鎌田憲彦
  • 雑誌名: OPTRONICS 巻: 386 ページ: 58-66
• [雑誌論文] Direct Evidence of Carrier Excitation from Intermediate Band States in GaPN by Two-Wavelength Excited Photoluminescence (2013)
  • 著者名/発表者名: Abu Zafor Muhammad Touhidul Islam, Tsukasa Hanaoka, Kentaro Onabe, Shuhei Yagi, Norihiko Kamata, and Hiroyuki Yaguchi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 6, 092401 ページ: 3-3
  • NAID: 10031199865
  • 査読あり
• [雑誌論文] (Zn1-xMx)3V2O8蛍光体の作製とフォトルミネッセンス評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 李 廷廷, 本多 善太郎, 福田 武司, 羅 交蓮, 鎌田 憲彦
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 112 ページ: 33-36
• [雑誌論文] AlGaN系率紫外LEDの進展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹、藤川紗知恵、鎌田憲彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 C 巻: 133 ページ: 1-3
• [雑誌論文] Growth of flat p-GaN contact layer by pulse flow method for high light-extraction AlGaN deep-UV LEDs with Al-based electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Akiba, H. Hirayama, Y. Tomita, Y. Tsukada, N. Maeda, and A. Kamata
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 9 ページ: 806-809
  • 査読あり
• [雑誌論文] 照明機器を活用した技術の評価・活用に関する教具開発と授業実践 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本利二, 玉川拓実, 鎌田憲彦
  • 雑誌名: 教材学研究 巻: 23 ページ: 189-196
  • NAID: 130007812425
  • 査読あり
• [学会発表] Microscopic Configuration of Energy Donor-Acceptor Pairs in Organic Thin Films Studied by Selectively excited Photoluminescence (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Otake, Y. Ishimaru, N. Kamata, and T. Fukuda
  • 学会等名: International Conference Materials Science and Technology (MSAT-8)
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-16
• [学会発表] Dominant Nonradiative Centers in InGaN Single Quantum Well by Time-Resolved and Two-Wavelength Excited Photoluminescence (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Julkarnain, N. Murakoshi, A. Z. M. T. Islam, T. Fukuda, N. Kamata and Y. Arakawa
  • 学会等名: Int. Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2014)
  • 発表場所: Wroclaw, Poland
  • 年月日: 2014-08-27 – 2014-08-29
• [学会発表] MOCVD Growth and Characterization of THz Quantum Cascade Structure (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Toyoda, W. Terashima, N. Kamata, H. Hirayama
  • 学会等名: Int. Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2014)
  • 発表場所: Wroclaw, Poland
  • 年月日: 2014-08-27 – 2014-08-29
• [学会発表] Nonradiative Centers in Deep-UV AlGaN-Based Quantum Wells Revealed by Two-Wavelength Excited Photoluminescence (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata, A. Z. M. T. Islam, M. Julkarnain, N. Murakoshi, T. Fukuda and H. Hirayama
  • 学会等名: Int. Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2014)
  • 発表場所: Wroclaw, Poland
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] Luminescence and Quenching Properties in GaPN Revealed by Below-Gap Excitation (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Suetsugu, A. Z. M. Touhidul Islam, T. Hanaoka, T. Fukuda, N. Kamata, S. Yagi,and H. Yaguchi
  • 学会等名: Int. Symp. on the Science and Technology of Lighting, (LS14)
  • 発表場所: Como, Italy
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Nonradiative Recombination Process in AlGaN Quantum Well and Its Excitation Density Dependence (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Julkarnain, A. Z. M. Touhidul Islam, T. Fukuda, N. Kamata, and H. Hirayama
  • 学会等名: Int. Symp. on the Science and Technology of Lighting, (LS14)
  • 発表場所: Como, Italy
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] 267 nm AlGaN UVC LED using p-AlGaN superlattice transparent hole-spreading contact layer (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanazawa, J. Yun、S. Toyoda, N. Maeda, N. Kamata and H. Hirayama
  • 学会等名: Int. Symp. on the Science and Technology of Lighting, (LS14)
  • 発表場所: Como, Italy
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Nonradiative and Trap Centers in Ba3Si6O12N2:Eu2+Phosphors Observed by Thermal and Below-Gap Excitation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Li, N. Kamatam, T. Fukuda, and T. Kurushima
  • 学会等名: Int. Symp. on the Science and Technology of Lighting, (LS14)
  • 発表場所: Como, Italy
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] 二波長PL測定によるGaPN混晶の中間バンドの観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 末次麻希子，トウヒドルイスラム，村越尚輝，花岡司，鎌田憲彦，矢口裕之
  • 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
• [学会発表] MOCVDを用いたGaN系QCLの結晶成長と評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田史朗，寺嶋亘，鎌田憲彦，平山秀樹
  • 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
• [学会発表] Optical Detection of Nonradiative Recombination Centers in AlGaN Quantum Wells for Deep UV Region (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Z. M. Touhidul Islam, N. Murakoshi, T. Fukuda, H. Hirayama and N. Kamata
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Wsshington.DC, USA
• [学会発表] 二波長励起PL 法を用いたInAlGaNの非発光再結合準位評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村越尚樹，イスラム トウヒドル，福田武司，鎌田憲彦，平山秀樹
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] 深紫外LED用結合ピラーAINバッファーの改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 豊田史朗，水澤克哉，鎌田憲彦，平山秀樹
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] Directing a Spotlight on to Nonradiative Recombintion Centers (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata
  • 学会等名: Special Lecture Series
  • 発表場所: 国立台湾大学
  • 招待講演
• [学会発表] 220-350mm帯AlGaN系深紫外LEDのこれまでの進展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹、藤川紗千恵、前田哲利、富田優志、水澤克哉、豊田史朗、鎌田憲彦
  • 学会等名: 第5回公開シンポジウム 光・光量子科学技術の新展開
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ(東京)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] 多重量子障壁を用いた230nm帯短波長・高効率深紫外LEDの実現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹、藤川紗千恵、鎌田憲彦
  • 学会等名: 第5回公開シンポジウム 光・光量子科学技術の新展開
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ(東京)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] 深紫外LEDバッファー用結合ピラーAINの結晶成長技術の開拓 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹、富田優志、藤川紗千恵、豊田史朗、鎌田憲彦
  • 学会等名: 第5回公開シンポジウム 光・光量子科学技術の新展開
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ(東京)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] 結合ピラーAINバッファーを用いた高効率深紫外LEDの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹、富田優志、藤川紗千恵、豊田史朗、鎌田憲彦
  • 学会等名: 第5回公開シンポジウム 光・光量子科学技術の新展開
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ(東京)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] AlGaN 系深紫外LEDの高効率化への取り組み (2012)
  • 著者名/発表者名: 富田優志、平山秀樹、藤川紗千恵、水澤克哉、豊田史朗、鎌田憲彦
  • 学会等名: 第5回公開シンポジウム 光・光量子科学技術の新展開
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ(東京)
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] Optical Characterization of Non-Radiative Centers and Improvement in Light Extraction Efficiency of Deep UV-LEDs (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata, A. Z. M. Touhidul Islam, M. Akiba, K. Igarashi, N. Murakoshi, T. Fukuda and H. Hirayama
  • 学会等名: Proc. 5th Lighting Conf. of China, Japan and Korea
  • 発表場所: 東海大学高輪キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-24
• [学会発表] Optical Characterization of Non-Radiative Recombination Centers in InGaAs/AlGaAs Quantum Wells by Below-Gap Excitation (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Z. M. Touhidul Islam, K. Hatta, N. Murakoshi, T. Fukuda, T. Takada, T. Itatani and N. Kamata
  • 学会等名: The 13^<th> Int. Symp. on Science and Technology of Lighting (LS-13)
  • 発表場所: Troy, NY, USA
  • 年月日: 2012-06-26
• [学会発表] High-Efficiency AlGaN-based Deep-UV LEDs Realized by Improving Injection and Light-Extraction Efficiency (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, M. Akiba, Y. Tomita, S. Fujikawa and N. Kamata
  • 学会等名: The 13^<th> Int. Symp. on Science and Technology of Lighting (LS-13),
  • 発表場所: Troy, NY, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-26
• [図書] 新編「照明専門講座テキスト」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鎌田憲彦,池田紘一, 稲森真, 入倉隆, 上谷芳昭, 鵜川浩一, 宇山徹, 垣谷勉,河合悟, 木下忍, 坂本政佑, 佐藤孝, 神野雅文, 田淵義彦, 長篤志, 土井正, 橋本和明, 八田章光, 松島公嗣, 村上克介（分担執筆）
  • 出版者: 一般社団法人照明学会
• [図書] 「光ｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ 展開編」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 多田邦雄, 神谷武志(監訳), 鎌田憲彦, 石川卓也, 板谷太郎, 伊藤文彦, 岡田至崇, 土屋昌弘, 中野義昭, 中林隆志, 林秀樹（共訳）
  • 出版者: 丸善出版株式会社
• [図書] 薄膜の評価技術ハンドブック (2013)
  • 著者名/発表者名: 金原粲監修, 吉田貞史他編集（鎌田分担執筆）
  • 総ページ数: 620
  • 出版者: テクノシステム
• [図書] 薄膜の評価技術ハンドブック (2013)
  • 著者名/発表者名: 金原粲監修, 吉田貞史, 他編集(鎌田分担執筆)
  • 総ページ数: 620
  • 出版者: テクノシステム
• [備考] 鎌田研究室HP
  • URL: http://www.fms.saitama-u.ac.jp/lab/kamata_l/index.html