半極性ＧａＮ／Ｓｉ上へのＩｎＧａＮ高圧成長及び歪制御によるＬＤの作製

• 研究課題/領域番号: 24686041
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 本田 善央 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60362274)
• 研究協力者: 久志本 真希
• 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: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
• キーワード: Si / InGaN / GaN / レーザ / 半極性面 / Si基板 / レーザー / 加圧MOVPE / MOVPE / レーザー構造

研究成果の概要

本研究では，窒化物半導体中で発光を抑制する内部電界（ピエゾ電界）を抑制可能な半極性面を成長面とし，InGaNを用いた青色～緑色領域のLD作製を目指した．Siの加工基板を用いることで半極性面を得る手法を用いた．GaN結晶はストライプ状に作製している．Si基板から熱膨張係数に起因する大きな引っ張り応力を受るが，ストライプに沿った引っ張り歪となり，一方でストライプに垂直方向に対しては，圧縮歪となる．この歪が原因となり，InGaN発光の偏光方向がc軸と水平になることが分かった．レーザ構造を作製し，強励起で発光測定を行った結果，c軸と水平方向で大きなゲインを得られ，レーザ発振を確認した．

研究成果

• [雑誌論文] Optically pumped lasing properties of (1-101) InGaN/GaN stripe multiquantum wells (2015)
  • 著者名/発表者名: Maki Kushimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 2 ページ: 022702-022702
  • DOI: 10.7567/apex.8.022702
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of InGaN/GaN Multiple Quantum Wells on (1-101) GaN (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tanikawa, T. Sano, M. Kushimoto, Y. Honda, M. Yamaguchi, H. Amano
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 8S ページ: 08JC05-08JC05
  • DOI: 10.7567/jjap.52.08jc05
  • 査読あり
• [学会発表] 001)Si基板上半極性面InGaN光共振器の誘導放出特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久志本 真希、本田善央、天野浩
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] (001)Si 基板上半極性面InGaN 光共振器の誘導放出特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久志本 真希、本田善央、天野浩
  • 学会等名: 第75回 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-20
• [学会発表] Optical gain spectra of (1–101) InGaN stripe cavity structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Maki Kushimoto, Yoshio Honda, Hiroshi Amano
  • 学会等名: IWN2014
  • 発表場所: Wroclaw Centennial Hall conference center
  • 年月日: 2014-08-26
• [学会発表] (1-101) InGaNマイクロキャビティの誘導放出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久志本 真希、本田善央、天野浩
  • 学会等名: 第34回電子材料 シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺（静岡県伊豆市）
  • 年月日: 2014-07-10
• [学会発表] Light Emission Polarization Properties of (1-101) InGaN/GaN MQWs with Cavity Structure on Patterned Si Substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kushimoto, T. Tanikawa, Y. Honda, M. Yamaguchi, and H. Amano
  • 学会等名: 10th International Conference on Nitride Semiconductors(ICNS-10)
  • 発表場所: Washington DC, USA
• [学会発表] Anisotropic Optical Properties of Semipolar (1-101) InGaN/GaN Multiple Quantum Wells on a Patterned Si Substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kushimoto, T. Tanikawa, Y. Honda, M. Yamaguchi, and H. Amano
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 京都（同志社大学）
• [学会発表] High pressure InGaN growth on Sapphire substrate by MOVPE (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Honda, Tomohiro Doi, Masahito Yamaguchi and Hiroshi Amano
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 京都（同志社大学）
  • 招待講演
• [学会発表] 加圧MOVPE法を用いたInGaN/GaN多重量子井戸の成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井友博, 本田善央, 山口雅史, 天野 浩
  • 学会等名: 第74回応用物理学会
  • 発表場所: 京都（同志社大学）
• [学会発表] Polarization properties 1n InGaN/GaN multiple quantum well on semipolar (1-101) GaN/Si (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kushimoto, T. Tanikawa, Y. Honda, M. Yamaguchi, and H. Amano
  • 学会等名: 第31回電子材料シンポジウム31th Electronic Materials Symposium (EMS-31)
  • 発表場所: 静岡県伊豆市
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] High pressure InGaN growth by MOVPE (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Honda, S. Sakakura, T. Doi, T. Tanikawa, M. Yamaguchi, and H. Amano
  • 学会等名: 第31回電子材料シンポジウム31th Electronic Materials Symposium (EMS-31)
  • 発表場所: 静岡県伊豆市
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] Si基板上半極性面(1-101)GaNストライプ上InGaN/GaN多重量子井戸構造の偏光特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久志本真希・谷川智之・本田善央・山口雅史・天野 浩
  • 学会等名: 信学会電子デバイス(ED)研究会
  • 発表場所: 愛知県豊橋市
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] 加圧MOVPEによるInGaN結晶成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本田善央, 坂倉誠也, 土井友博, 谷川智之, 山口雅史, 天野
  • 学会等名: 日本結晶成長学会ナノ構造・エピタキシャル成長分科会 第4回 窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-04-28
• [学会発表] InGaN growth on GaN/Sapphire by high pressure MOVPE (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Honda, S. Sakakura, T. Doi, T. Tanikawa, M. Yamaguchi, and H. Amano
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012(IWN2012)
  • 発表場所: 北海道札幌市
• [学会発表] Optical polarization properties in semipolar (1-101) InGaN/GaN multiple quantum well on a patterned Si Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kushimoto, T. Tanikawa, Y. Honda, M. Yamaguchi, and H. Amano
  • 学会等名: International Workshop on Nitride Semiconductors 2012(IWN2012)
  • 発表場所: 北海道札幌市