| 研究課題/領域番号 |
06452107
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
尾鍋 研太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50204227)
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| 研究分担者 |
矢口 裕之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50239737)
近藤 高志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60205557)
長田 俊人 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (00192526)
白木 靖寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00206286)
伊藤 良一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40133102)
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| キーワード | 窒化物混晶半導体 / GaPN混晶 / ワイドギャップ化合物半導体 / 準安定混晶半導体 / ガリウムリン / 窒化ガリウム / 有機金属気相成長法 / MOVPE法 |
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| 研究概要 |
本年度は、N組成が0〜4%のGaPN混晶に関し、光学的評価および理論解析に基づいて、バンド端近傍の電子準位の詳細および光学的性質を明らかにした。
1.【発光準位の起源と性質】N組成0〜4%のGaPN混晶に関し、光吸収、フォトルミネッセンス、時間分解フォトルミネッセンス、フォトルミネッセンス励起スペクトルの測定および解析を進めた。発光準位はバンド端の状態密度テイル部に形成された準局在準位に基づいていることが明らかになった。発光の緩和過程は、N組成が1%以下ではNN対に基づく準位による緩和時間が数100nsの単純な発光緩和であること、これに対し、N組成1%以上では、緩和時間が数10nsの急速な非発光準位への緩和と、緩和時間1ms以上の準局在発光準位への緩和過程からなること、さらに準局在準位間の空間的遷移は有限の活性化エネルギーを要する過程であること、などが明らかになった。
2.【N組成の増加におけるバンド端の形成過程】GaPN混晶のバンド端は、GaP結晶中に孤立して存在するN原子の作るA準位がN組成の増加とともに連続的に変化して形成されたものであることが明らかになった。この結果は、強結合近似に基づく理論計算の結果とも整合するものであり、エネルギーギャップの組成依存性における大きなボウイングがGaPN混晶の本来の特徴的な性質であることが明らかになった。
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