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希土類添加材料の発光強度10倍増へのアプローチ:マイクロ波吸収による消光要因探求

研究課題

研究課題/領域番号 26420287
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 電子・電気材料工学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

石井 真史  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点 表界面物理計測グループ, 主幹研究員 (90281667)

研究協力者 Hamilton Bruce  
藤原 康文  
大観 光徳  
Crowe Iain  
渕 真悟  
竹田 美和  
広崎 尚登  
小泉 淳  
吉松 良  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード希土類 / マイクロ波 / 蛍光体 / 半導体 / 伝搬係数 / 高調波 / 応答解析 / ノイズ分析 / ゆらぎ / 雑音解析 / ガラス
研究成果の概要

希土類添加物は様々な色を発する発光中心として利用できるが、周囲との電荷のやり取りやエネルギー的な結合は、発光効率を向上させる場合/低下させる場合の両方があり得、その局所的なやり取りをマイクロ波特性を使って特定する研究を行った。希土類添加ガラスや希土類添加半導体のマイクロ波伝搬特性、電荷応答特性、光応答特性、高調波伝搬特性、雑音特性から、電荷やエネルギーの散逸を計測する新たな手法を数多く提示し、実際に発光強度との対応をとるとともに、新技術として注目されるGaN:Eu赤色発光ダイオードの発光強度の増大に成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Manchester/University of Surrey(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] McMaster University(Canada)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dimerization of emission centers in Eu-doped GaN red light-emitting diode: cooperative charge capturing using valence states coupling2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 29 号: 2 ページ: 025702-025702

    • DOI

      10.1088/0953-8984/29/2/025702

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 「ゆらぎ」で知る発光の機構2016

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 雑誌名

      Phosphor Research Society, The 363rd Meeting Technical Digest

      巻: 363 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 「光らなかった」過程を測る2016

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 85 ページ: 223-227

    • NAID

      130007715318

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Trapping of injection charges in emission centers of GaN:Eu red LED characterized with 1/f noise involved in forward current2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 1 ページ: 015801-015801

    • DOI

      10.7567/jjap.55.015801

    • NAID

      210000145898

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional spectrum mapping of bright emission centers: investigating the brightness-limiting process in Er-doped GaN red LEDs2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 8 ページ: 0821061-4

    • DOI

      10.1063/1.4929531

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interaction of Nd dopants with broadband emission centers in Bi2O3-B2O3 glass: Local energy balance and its influence on optical properties2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, S. Fuchi, and Y. Takeda
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 27 号: 39 ページ: 3954021-8

    • DOI

      10.1088/0953-8984/27/39/395402

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanoscale determinant to brighten up GaN:Eu red light-emitting diode: Local potential of Eu-defect complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ishii, Atsushi Koizumi, and Yasufumi Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 117 号: 15 ページ: 1553071-7

    • DOI

      10.1063/1.4918662

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhancement in light efficiency of a GaN:Eu red light-emitting diode by pulse-controlled injected charges2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4900840

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] “Linkage emission” of infrared-excited Auger electrons: A luminescence quenching mechanism for conductive Si nanocrystals2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, I. F. Crowe, M. P. Halsall, A. P. Knights, R. M. Gwilliam, and B. Hamilton
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 116 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.4893029

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-resolved analysis of charge responses determining luminescence properties2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research

      巻: 29 号: 20 ページ: 2367-2373

    • DOI

      10.1557/jmr.2014.252

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Discrimination between energy transfer and back transfer processes for GaAs host and Er luminescent dopants using electric response analysis2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, Y. Takeda, and Y. Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 13

    • DOI

      10.1063/1.4870808

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] GaN:Eu赤色LEDの発光ゆらぎ:「遅れ」再発光過程の観測2017

    • 著者名/発表者名
      石井真史、稲葉智宏、藤原康文
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dimerized emission centers in Eu-doped GaN red light-emitting diode: cooperative charge capturing and multiple satellite emission of Eu emission centers2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, Y. Fujiwara
    • 学会等名
      2016 MRS Fall Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Hynes Convention Center,Boston
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN:Eu赤色LEDの発光中心の二量化:高調波成分分析を使ったEu-Eu結合評価2016

    • 著者名/発表者名
      石井真史、小泉淳、藤原康文
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescence lifetime fluctuation: A new approach to photoexcitation/relaxation mechanisms2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, R. Yoshimatsu, N. Hirosaki, K. Ohmi
    • 学会等名
      International Conference on Rare Earths
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Delayed Eu2+ excitaiton in (Sr, Ba)Al2Si3O4N4:Eu2+: Excitation energy transfer from host material to emission centers discovered with fluorescence fluctuation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, R. Yoshimatsu, N. Hirosaki, K. Ohmi
    • 学会等名
      International Conference on Rare Earths
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN:Eu赤色LED発光中心の三次元マッピングによる解析2016

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,小泉淳,藤原康文
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光寿命ゆらぎ:蛍光体発光機構解明の新しいアプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      石井真史, 吉松良, 廣崎尚登, 大観光徳
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between electrical and luminescence properties of GaN/Eu-doped GaN multiple-nanolayer structures investigated with impedance spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Wanxin Zhu, Masashi Ishii, Atsushi Koizumi, Yasufumi Fujiwara
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 「ゆらぎ」で知る発光の機構2016

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      第363回蛍光体同学会講演会
    • 発表場所
      化学会館ホール
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optoelectronic communications with GaN:Eu red LED: Messages from atomic scale emission centers2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Luminescent Materials 2015
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gap between energetically and optically favorable emission centers in GaN:Eu red LED: Necessity of local distortion control2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Hamamatsu, Japan
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Boost in intensity of GaN:Eu red LED by motion control of injection charges and its application to diagnosis of Eu emission centers2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Hamamatsu, Japan
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN:Eu赤色LEDの強発光中心の選択解析:サイト選択型PDES法による注入電荷2015

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,小泉淳,藤原康文
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] GaN:Eu赤色LEDのノイズ分析:発光中心の電荷捕獲特性を知る新しいアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,小泉淳,藤原康文
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ステップ光を使ったP添加Siナノ結晶の発光効率の倍増:発光と電導の時間的分離2015

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Iain Crowe, Matthew Halsall, Andrew Knights, Russell Gwilliam, Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Brightening GaN:Eu red LED by back-and-forth motion of injection charges and its applied to site-selective analyses of emission centers2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, and Y. Fujiwara
    • 学会等名
      The 4th International Conference on the Physics of Optical Materials and Devices
    • 発表場所
      Budva, Montenegro
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「光らなかった」過程から観た希土類添加ガラス:欠陥‐希土類相互作用によるエネルギー損失の直接観測2015

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,渕 真悟,竹田 美和
    • 学会等名
      第32回希土類討論会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrical activation of confined phosphorus donors in size controlled silicon nanocrystals2015

    • 著者名/発表者名
      I F Crowe, M Ishii, M P Halsall, R M Gwilliam, A P Knights, B Hamilton
    • 学会等名
      European Materials Research Society 2015 Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN:Eu赤色LEDの発光効率改善法:パルス駆動による注入電荷共振2015

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,小泉淳,藤原康文
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 「光らなかった」過程から観た希土類添加ガラス:欠陥電荷の局在/非局在と消光の関係2015

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,渕 真悟,竹田 美和
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Charge transfer dynamics of “Bright” and “Dark” Si-nc’s2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii
    • 学会等名
      Workshop on Advancement of Group IV Nanostructures Nanophotonics and Nanoelectronics
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Si-nc:Pにおける赤外励起オージェ電子放出と熱励起放出の相補性2014

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,Iain Crowe,Matthew Halsall,Andrew Knights,Russell Gwilliam,Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 希土類添加ガラスのマイクロ波応答:「光らなかった」過程の動的分析2014

    • 著者名/発表者名
      石井 真史,渕 真悟,竹田 美和
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective atomic-scale-evaluation of luminescent rare-earth dopants: Site-selective x-ray absorption fine structure using x-ray excited optical luminescence (XEOL-XAFS)2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii
    • 学会等名
      19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半導体に添加したErへのエネルギー伝搬・逆伝搬の実観測2014

    • 著者名/発表者名
      石井真史、小泉淳、藤原康文
    • 学会等名
      第31回希土類討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Energy transfer and back transfer between GaAs host and luminescent Er dopants discriminated with electric response measurement2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, A. Koizumi, Y. Takeda, Y. Fujiwara
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Photoluminescence in Rare-Earths: Photonic Materials and Devices
    • 発表場所
      Sebastian, Spain
    • 年月日
      2014-05-13 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 物質材料研究機構 先端材料解析研究拠点 表界面物理計測グループ

    • URL

      http://www.nims.go.jp/research/group/surface-physics-characterization/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 表界面物理計測グループ

    • URL

      http://www.nims.go.jp/research/group/surface-physics-characterization/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] NIMS Researchers Database SAMURAI

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/ISHII_Masashi-j.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-03  

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