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窒化物半導体の変調エピタキシャル成長と深紫外発光制御

研究課題

研究課題/領域番号 24560010
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関三重大学

研究代表者

三宅 秀人  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70209881)

研究分担者 平松 和政  三重大学, 大学院工学研究科, 教授 (50165205)
直井 弘之  和歌山工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (10373101)
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 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード窒化物半導体 / GaN / AlN / 電子線励起 / 紫外光源 / 組成変調 / MOVPE / 窒化アルミニウム / AlGaN / 多重量子井戸 / 深紫外光源
研究成果の概要

AlXGa1-XNは混晶比xを変えることで、波長210~365nmまでの広い紫外発光波長域をカバーできることから、新たな深紫外光源として研究が盛んに行われている。しかし、深紫外LEDに用いられている高Al組成のAlGaNにおいてはp型AlGaNが高抵抗化するため発光出力が極めて低いという課題を有する。UV-C領域(波長280nm以下)における光源開発を行うため,AlGaNをターゲットとして用いた電子線励起による深紫外光源の作製を試みてきた。本研究では、AlNとAlGaN多重量子井戸構造との間の緩衝層の緩衝層の検討、AlGaN量子井戸構造の作製条件に関する検討を行った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Microscopic crystalline structure of a thick AlN film grown on a trench-patterned AlN/alpha-Al2O3 template2015

    • 著者名/発表者名
      D.Khan, S.Takeuchi, Y.Nakamura, K.Nakamura, T.Arauchi, H.Miyake, K.Hiramatsu, Y.Imai, S.Kimura, A.Sakai
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH

      巻: 411 ページ: 38-41

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.10.052

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Si concentration dependence of structural inhomogeneities in Si-doped AlxGa1-xN/AlyGa1-yN multiple quantum well structures (x=0.6) and its relationship with internal quantum efficiency2014

    • 著者名/発表者名
      S.Kurai, K.Anai, H.Miyake, K.Hiramatsu, Y.Yamada
    • 雑誌名

      JOURNAL OF APPLIED PHYSICS

      巻: 116 号: 23 ページ: 235703-235703

    • DOI

      10.1063/1.4904847

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding energy of localized biexcitons in AlGaN-based quantum wells2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Hayakawa, T.Fukuno, K.Nakamura, H.Miyake, K.Hiramatsu, Y.Yamada
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS EXPRESS

      巻: 7 号: 12 ページ: 122101-122101

    • DOI

      10.7567/apex.7.122101

    • NAID

      210000137325

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vacuum ultraviolet ellipsometer using inclined detector as analyzer to measure stokes parameters and optical constants ― With results for AlN optical constants2014

    • 著者名/発表者名
      T.Saito, K.Ozaki, K.Fukui,H.Iwai,K.Yamamoto,H.Miyake, K.Hiramatsu
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 559 ページ: 517-521

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2014.02.099

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-quality AlN growth on 6H-SiC substrate using three dimensional nucleation by low-pressure hydride vapor phase epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kitagawa, H. Miyake and K. Hiramatsu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FL03-05FL03

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05fl03

    • NAID

      210000143863

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective-area growth of GaN on non- and semi-polar bulk GaN substrates2014

    • 著者名/発表者名
      S. Okada, H. Miyake, K. Hiramatsu, Y. Enatsu and S. Nagao
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FL04-05FL04

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05fl04

    • NAID

      210000143864

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anisotropic crystalline morphology of epitaxial thick AlN films grown on triangular-striped AlN/sapphire template2014

    • 著者名/発表者名
      T.Arauchi, S.Takeuchi, K.Nakamura, K.Dinh, Y.Nakamura, H.Miyake, K.Hiramatsu, A. Sakai
    • 雑誌名

      PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE

      巻: 211 号: 4 ページ: 731-735

    • DOI

      10.1002/pssa.201300461

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient photoluminescence of aluminum-rich (Al, Ga) N low-dimensional structures2014

    • 著者名/発表者名
      P.Lefebvre, C. Brimont, P.Valvin, B. Gil, H.Miyake, K.Hiramatsu
    • 雑誌名

      PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE

      巻: 211 号: 4 ページ: 765-768

    • DOI

      10.1002/pssa.201300505

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impacts of Si-doping and resultant cation vacancy formation on the luminescence dynamics for the near-band-edge emission of Al0.6Ga0.4N films grown on AlN templates by metalorganic vapor phase epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      S. F. Chichibu, H. Miyake, Y. Ishikawa, M. Tashiro, T. Ohtomo, K. Furusawa, K. Hazu,K. Hiramatsu, A. Uedono
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 21 ページ: 2135061-6

    • DOI

      10.1063/1.4807906

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-sectional X-ray microdiffraction study of a thick AlN film grown on a trench-patterned AlN/alpha-Al2O3 template2013

    • 著者名/発表者名
      D.T. Khan, S. Takeuchi, J. Kikkawa, Y. Nakamura, H. Miyake, K. Hiramatsu, Y. Imai, S. Kimura, O. Sakata, A. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 381 ページ: 37-42

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.07.012

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhomogeneous distribution of defect-related emission in Si-doped AlGaN epitaxial layers with different Al content and Si concentration2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kurai, F. Ushijima, H. Miyake, K. Hiramatsu, Y. Yamada
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 5 ページ: 53509-53509

    • DOI

      10.1063/1.4864020

    • NAID

      120006364143

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AlN Grown on a- and n-Plane Sapphire Substrates:by Low-Pressure Hydride Vapor Phase Epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Goriki, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu, Toru Akiyama, Tomonori Ito, and Osamu Eryu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 8S ページ: 08JB31-08JB31

    • DOI

      10.7567/jjap.52.08jb31

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cathodoluminescence Study of Optical Inhomogeneity in Si-Doped AlGaN Epitaxial Layers Grown by Low-Pressure Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kurai, F. Ushijima, Y. Yamada, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 8S ページ: 08JL07-08JL07

    • DOI

      10.7567/jjap.52.08jl07

    • NAID

      210000142732

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Si doping in high-quality AIN grown by MOVPE on trench-patterned template2013

    • 著者名/発表者名
      G. Nishio, Y. Shibo, H. Miyake and K. Hiramatsu
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 370 ページ: 74-77

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.10.038

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and Characterization of AlGaN Multiple Quantum Wells for Electron-Beam Target for Deep-Ultraviolet Light Sources2013

    • 著者名/発表者名
      F. Fukuyo, S. Ochiai, H. Miyake, K. Hiramatsu, H. Yoshida and Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 1S ページ: 01AF03-01AF03

    • DOI

      10.7567/jjap.52.01af03

    • NAID

      210000141776

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and Characterization of AlGaN Multiple Quantum Wells for Electron-Beam Target for Deep-Ultraviolet Light Sources2013

    • 著者名/発表者名
      Fumitsugu Fukuyo, Shunsuke Ochiai, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu, Harumasa Yoshida, and Yuji Kobayashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52

    • NAID

      210000141776

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Si doping in high-quality AlN grown by MOVPE on trench-patterned template2012

    • 著者名/発表者名
      G. Nishio, S. Yang, H. Miyake and K. Hiramatsu
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 370 ページ: 74-77

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Study on Surface Thermal Stability of Free-Standing GaN Substrates2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okada, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu, Reina Miyagawa, Osamu Eryu, Tamotsu Hashizume
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS
    • 発表場所
      名古屋大学 (名古屋)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of high quality AlN on sapphire for deep-UV-LED substrate2014

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, S. Suzuki, G. Nishio, K. Hiramatsu
    • 学会等名
      ISSLED2014
    • 発表場所
      Kaohsiung(Taiwan)
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Formation of atomic steps on sapphiresubstrates for AlN epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      C.-H. Lin, S. Suzuki, H. Miyake, K. Hiramatsu
    • 学会等名
      ISSLED2014
    • 発表場所
      Kaohsiung(Taiwan)
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MOVPE growth of high-quality AlGaN for Deep-ultraviolet Light Source2014

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, F. Fukuyo, Y. Kobayashi, K. Hiramatsu
    • 学会等名
      2014 Asia Communications and Photonics Conference
    • 発表場所
      Shanghai(China)
    • 年月日
      2014-11-09 – 2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of high quality AlN on sapphire for deep-UV-LED substrate2014

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, S. Suzuki, G. Nishio, K. Hiramatsu, H. Fukuyama
    • 学会等名
      2nd Intensive Discussion on Growth of Nitride Semiconductor
    • 発表場所
      東北大学 (仙台)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of thermal cleaning on surface of free-standing GaN substrates2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okada, Hideto Miyake, Kazumasa HIramatsu,
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-ICA (International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia)
    • 発表場所
      福岡大学 (福岡)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study on AlN growth conditions for hydride vapor phase epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      Daiki YASUI, Hideto MIYAKE, Kazumasa HIRAMATSU
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-ICA (International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia)
    • 発表場所
      福岡大学 (福岡)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Growth of high-quality AlN on sapphire with thermally annealed AlN buffer layer in N2-CO2014

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, G. Nishio, S. Suzuki, K. Hiramatsu, and H. Fukuyama
    • 学会等名
      The International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2014)
    • 発表場所
      Wroclaw (Poland)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Thermal treatment of HVPE-grown GaN substrate surface2014

    • 著者名/発表者名
      Hideto Miyake, Shunsuke Okada, Kazumasa HIramatsu,
    • 学会等名
      WUPP 2014
    • 発表場所
      Bath (UK)
    • 年月日
      2014-08-20 – 2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AlGaN Growth for Electron-Beam-Excitation Ultraviolet Light Source2014

    • 著者名/発表者名
      H. MIYAKE, F. Fukuyo, K. Hiramatsu, Y. Kobayashi
    • 学会等名
      CIMTEC2014
    • 発表場所
      Montecatini Terme (Italy)
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HVPE Homoepitaxy on Freestanding AlN Substrate with Trench Pattern2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Watanabe, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu, Yosuke Iwasaki, Shunro Nagata
    • 学会等名
      5th International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Atlanta (USA)
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of AlGaN multiple quantum wells on sapphire with lattice-relaxation layer2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Nakahama, Fumitsugu Fukuyo, Hideto Miyake, Kazumasa Hiramatsu, Harumasa Yoshida, Yuji Kobayashi
    • 学会等名
      5th International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Atlanta (USA)
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MOVPE growth of AlN and AlGaN multiple-quantum wells on sapphire for electron-beam-excitation UV light source2014

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, G. Nishio, S. Suzuki, F. Fukuyo, K. Hiramatsu, H. Yoshida, Y. Kobayashi, H. Fukuyama, Y. Tokumoto
    • 学会等名
      International Conference on Metamaterials and Nanophysics
    • 発表場所
      Varadera(Cuba)
    • 年月日
      2014-04-22 – 2014-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of high Al content AlGaN MQWs on AlN/sapphire by MOVPE2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, F. Fukuyo, S. Ochiai, M. Takagi, K. Hiramatsu, H. Yoshida, Y.Kobayashi
    • 学会等名
      European Materials Research Society
    • 発表場所
      ストラスブール
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Epitaxy of AlGaN Multiple-Quantum Wells by MOVPE and Its Application of Ultraviolet Light Source2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, F. Fukuyo, S. Ochiai, K. Hiramatsu, H. Yoshida, Y. Kobayashi
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Epitaxy of AlGaN Multiple-Quantum Wells by MOVPE and Its Application of Ultraviolet Light Source2012

    • 著者名/発表者名
      H.Miyake, S.Ochiai1,Y.Shimahara, K. Hiramatsu, F.Fukuyo, H.Yoshida, Y.Kobayashi
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
    • 発表場所
      フロリダ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of high Al content AlGaN MQWs on AlN/sapphire by MOVPE

    • 著者名/発表者名
      H. Miyake, F. Fukuyo, S. Ochiai, M. Takagi, K. Hiramatsu, H. Yoshida, Y.Kobayashi
    • 学会等名
      E-MRS
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MOVPE法による高品質AlGaNの成長

    • 著者名/発表者名
      三宅秀人、平松和政
    • 学会等名
      CRESTパワー・先端素子半導体に関するシンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MOVPE法によるAlGaN成長とその深紫外光源への応用

    • 著者名/発表者名
      三宅秀人、平松和政 、福世文嗣、吉田治正、小林祐二
    • 学会等名
      日本学術振興会「結晶加工と評価技術」第145委員会
    • 発表場所
      明治大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of Light Extraction Efficiency with Periodic Light-extraction Structures on Sapphire Substrate for Electron-beam-pumped Deep-ultraviolet Light Sources

    • 著者名/発表者名
      F. Fukuyo, H. Miyake, K. Hiramatsu, H. Yoshida, Y. Kobayashi
    • 学会等名
      ISPlasma 2014
    • 発表場所
      名城大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サファイア上AlGaN 多重量子井戸構造における格子緩和層の影響

    • 著者名/発表者名
      中濵和大,福世文嗣,三宅秀人,平松和政,吉田治正,小林祐二
    • 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、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] III-nitride semiconductors and their modern devices2013

    • 著者名/発表者名
      Hideto Miyake
    • 総ページ数
      619
    • 出版者
      Oxford University Press
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 准教授 三宅 秀人,(博士(工学))

    • URL

      http://www.elec.mie-u.ac.jp/lab/miyake.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://kyoin.mie-u.ac.jp/profile/1851.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 窒化アルミニウム(AlN)膜を有する基板および窒化アルミニウム(AlN)膜の製造方法2013

    • 発明者名
      福山博之、三宅秀人
    • 権利者名
      福山博之、三宅秀人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-174057
    • 出願年月日
      2013-08-28
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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