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2020 年度 研究成果報告書

結晶特異構造における励起子多体効果の光物性評価と光機能性探索

計画研究

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研究領域特異構造の結晶科学:完全性と不完全性の協奏で拓く新機能エレクトロニクス
研究課題/領域番号 16H06428
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
研究機関山口大学

研究代表者

山田 陽一  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00251033)

研究分担者 倉井 聡  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (80304492)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワード励起子分子 / 励起子 / 励起子工学 / 混晶半導体 / 窒化物半導体 / 量子井戸 / 局在化 / 低次元化
研究成果の概要

深紫外域における発光励起分光測定により、AlGaN系量子井戸構造における励起子分子が巨大結合エネルギーを有することを明らかにし、励起子分子に対する局在効果と量子閉じ込め効果を分離して定量評価することに成功した。また、光ポンピングにより、自然放出光の高エネルギー側から深紫外誘導放出光を観測した。誘導放出に対するしきい励起キャリア密度の温度依存性より、室温においても光学利得の生成機構に励起子が関与していることを明らかにした。

自由記述の分野

レーザ分光法による半導体光物性評価

研究成果の学術的意義や社会的意義

AlGaN量子井戸構造を対象とした深紫外誘導放出特性の評価により、室温においても光学利得の生成機構への励起子の寄与を見出すことができた。この光学利得の生成機構への励起子の寄与はAlGaN量子井戸構造では初めての実験結果であり、励起子デバイスの実現性を示す重要な知見である。今後、励起子光物性に関する基礎研究と発光デバイスに関する応用研究との融合が進み、励起子工学に関する研究開発分野の飛躍的な発展が期待できることから、その学術的意義は大きいものと考える。

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公開日: 2022-01-27  

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