半導体ナノワイヤを用いたナノ発光素子の作製

• 研究課題/領域番号: 24360114
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 本久 順一 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (60212263)
• 研究分担者: 笹倉 弘理 北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (90374595)
• 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: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2012年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: 半導体ナノワイヤ / 有機金属気相選択成長 / 発光ダイオード / レーザ / 量子ドット / 光共振器 / ナノワイヤ / 光取り出し効率 / 励起子スピン緩和

研究成果の概要

半導体ナノワイヤによる発光ダイオードやレーザなどのナノ発光素子の実現と特性解明のため、主として以下の3点について研究を行い、ナノワイヤを発光素子へと応用する上で重要な知見を得た。(1)ナノワイヤを用いた発光ダイオードの放射パターンを実験的・理論的に評価し、ナノワイヤに特徴的な放射パターンを確認した。(2) 量子ドットを含む低密度のInPナノワイヤアレイを作製し、量子ドットからの発光を確認した。(3) ナノワイヤを用いた光共振器の共振モードをシミュレーションで解析しその設計指針を明らかにするとともに、基板から垂直に立った状態でのコアマルチシェル型ヘテロ構造ナノワイヤにおいて共振モードを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Far-Field Emission Patterns of Nanowire Light-Emitting Diodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Junichi Motohisa, Yoshinori Kohashi, and Satoshi Maeda
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 14 号: 6 ページ: 3653-3660
  • DOI: 10.1021/nl501438r
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pitch-Independent Realization of 30-nm-Diameter InGaAs Nanowire Arrays by Two-Step Growth Method in Selective-Area Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kohashi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6 号: 2 ページ: 25502-25502
  • DOI: 10.7567/apex.6.026502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective-area growth InP-based nanowires and their optical properties (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Motohisa
  • 雑誌名: Indium Phosphide and Related Materials (IPRM),2012 International Conference on ページ: 249-252
  • DOI: 10.1109/iciprm.2012.6403370
• [学会発表] 間隔の広いInP系NWアレイと量子ドットの形成と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳瀬 祥吾, 原 真二郎, 本久 順一
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県平塚市)
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] GaAs/InGaAs/GaAs コアマルチシェルナノワイヤ共振器の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 和田 年弘, 原 真二郎, 本久 順一
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県平塚市)
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Design and Growth of Nanowire Nanocavity (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, S. Hara, and J. Motohisa
  • 学会等名: 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11
• [学会発表] A New Growth Mode of InP Nanowires in Selective-Area Metal-Organic Vapor-Phase Epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yanase, Y. Kohashi, S. Hara, and J. Motohisa
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology
  • 発表場所: 米国ハワイ州カウアイ シェラトンカウアイリゾート
• [学会発表] 横方向成長させたGaAsナノワイヤの評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和田年弘、小橋義典、原 真二郎、本久 順一
  • 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(京都府京田辺市)
• [学会発表] Study on the lateral growth on GaAs Nanowires (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, Y. Kohashi, S. Hara and J. Motohisa
  • 学会等名: 第32回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: 滋賀県守山市ラフォーレ琵琶湖
• [学会発表] Control of Diameter and Pitch of InGaAs Nanowire Arrays in Selective-area Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kohashi
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都市)
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] Selective-area growth and optical properties of InP-based nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Motohisa
  • 学会等名: Nanowires 2012
  • 発表場所: Paul Drued Institute (Germany)(invited)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Selective-Area MOVPE Growth of InP-Based Nanowires and Their Optical Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Motohisa
  • 学会等名: 24th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials
  • 発表場所: University of California, Santa Barbara (USA)(invited)
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] Far-Field Emission Patterns in InP Nanowire LEDs (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Motohisa
  • 学会等名: 31st International Conference on Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH)(Switzerland)
  • 年月日: 2012-08-02
• [図書] ナノワイヤ最新技術の基礎と応用展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福井孝志, (監修、分担執筆)
  • 総ページ数: 241
  • 出版者: シーエムシー出版