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窒化物半導体ナノ構造の動的電子相関とダイナミクス

公募研究

研究領域半導体における動的相関電子系の光科学
研究課題/領域番号 21104518
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関上智大学

研究代表者

江馬 一弘  上智大学, 理工学部, 教授 (40194021)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2010年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2009年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード窒化物半導体 / 動的電子相関 / ナノ結晶 / ナノコラム / ランダムレーザー / GaN / InN
研究概要

本年度も昨年度と同様に,試料作成を連携研究者の菊池が担当し,光学測定・物性解明を代表者の江馬を中心として,研究協力者の欅田および学生3名が協力して行った.
GaNナノコラムについては,コラム形状が動的電子相関に及ぼす影響を明らかにしようと試みたが,測定がうまくいかなかったため,配列効果に対する研究に重心をシフトした.ランダムに配列した場合の光局在の研究と局在が強い状態で強励起したときに生じるランダムレージングについての研究を行った.その結果,GaNナノコラムにおいて始めてランダムレージングの観測に成功し,光局在とランダムレージングの関係も詳細に調べることができた.特に,光局在の全体像を把握できる擬ギャップマップの作成に成功したことは大きい.これにより,コラム径や充填率をどのようにすれば,どの周波数の光が局在するかを判定できるようになった.さらに,単一パラメータスケーリングに関する考察も行い,光の局在長とシステムサイズだけで決まる局在の特性を明らかにした.
InNについては,21年度に行った薄膜を用いた基礎物性の解明を,ナノコラムにも進めた.ナノコラムと薄膜を比較すると,キャリアダイナミクスに違いが現れ,ナノコラムは光励起キャリアのバンドギャップ再規格化の効果が非常に強い系だということも判明した.今後は,InNに関しても,コラム径を制御した試料を用いて,より詳細なダイナミクスの研究に発展させて行く予定である.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Light Localization Characteristics in a Random Configuration of Dielectric Cylindrical Columns2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Inose
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Random laser action in GaN nanocolumns2010

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

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 97

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stimulated emission on two-dimensional distributed feedback scheme in triangular GaN nanocolumn arrays2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kouno
    • 雑誌名

      Electronics Lett.

      巻: 46 ページ: 644-645

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy- and density-dependent dynamics of photoexcited carriers in InN films2009

    • 著者名/発表者名
      K.Fukunaga
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 95

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of bandgap energy and carrier density of InN nanocolumns2009

    • 著者名/発表者名
      K.Fukunaga
    • 雑誌名

      J.Lumin. 129

      ページ: 1735-1738

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton and biexciton properties in GaN nanocolumn : dependence on morphology and diameter2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kouyama
    • 雑誌名

      Phvs.Stat.Sol.(c) 6

      ページ: 141-143

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical properties of InxAl1-xN film and nanocolumns2009

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

      J.Phys.C 193

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-excited carrier relaxation dynamics in InN films2009

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

      J.Phys.C 193

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Photoexcited carrier relaxation dynamics of InN films and nanocolumns (invited)2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ema
    • 学会等名
      SPIE Photonics West'11
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Anderson localization of light in a random configuration of semiconductor nanocolumns2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Inose
    • 学会等名
      SPIE Photonics West'11
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Photo-excited carrier relaxation dynamics in InN films2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hashimoto
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Electron Dynamics In Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast carrier relaxation dynamics in InN films2009

    • 著者名/発表者名
      K.Fukunaga
    • 学会等名
      The 8^<th> Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO/Pacific Rim 2009)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 光物理学の基礎2010

    • 著者名/発表者名
      江馬一弘
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://soliton.ph.sophia.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://soliton.ph.sophia.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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