計画研究
本研究課題では,本研究グループがこれまで開拓を行ってきた窒化物半導体によるマルチスケール特異構造の作製機構を理解し学問的に発展させ、さらには新機能デ バイスの創出を目指す。現在、窒化物系量子殻・ナノワイヤ結晶の作製と成長機構の理解、サブナノスケールのポーラスSiC結晶の作製と不純物レベル間の光物性評価、X線その場観 察を利用したヘテロ接合形成時の界面特異構造の形成機構解明等、多次元かつマルチスケールの特異構造の作製と その形成メカニズ ムの解明、また光物性制御に関する研究を推進した。窒化物系量子殻・ナノワイヤ結晶の作製と成長機構解明が昨年度までにほぼ完成の域に達したので、2020年度は量子殻の光学特性向上や、半導体発光デバイスへの応用に関して注力した。2019年度にはAlGaN下地殻の挿入による光学特性の改善を報告したが、2020年度はGaInN量子井戸とGaNバリアの成長温度シーケンスの最適化、また昇温時のGaInN量子井戸の熱分解を抑制するための、AlGaNスペーサ挿入により、さらなる光学特性の向上を実現した。一方、デバイス応用のために、p-GaN埋め込み型とトンネル接合経由のn-GaN埋め込み型の2種類の積層構造による電流注入の検討を行った。前者は成長が容易でp-GaN中のアクセプタの活性化も問題なくできるが、電気抵抗が高いため動作電圧上昇、電流が上部に偏る、さらにはレーザーの導波路を形成した際の光伝搬損失増大などの課題がある。他方、n-GaN埋め込み型は、低電気抵抗、均一な電流注入、低光損失など利点を持つが、p-GaN上にn-GaNを成長すると水素の脱出経路が遮断されるため、p-GaN中のアクセプタの活性化が困難という課題もある。2020年度は前者、すなわちp-GaN埋め込み型において、青色量子殻レーザーを作製し、室温パルス発振が達成できたことが最大の成果である。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 2件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)
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