| 研究課題/領域番号 |
11450003
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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・新領域創成科学研究科, 教授 (50204227)
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| 研究分担者 |
呉 軍 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (80313005)
黄 晋二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50323663)
白木 靖寛 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00206286)
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| キーワード | III-V-N型窒化物混晶 / GaAsN / InGaAsN / InGaPN / 混晶半導体 / 巨大バンドギャップボウイング / MOVPE / RF-MBE |
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| 研究概要 |
本年度は、III-V-N型混晶半導体薄膜の成長および評価に関し、以下に挙げる成果を得た。
1.InGaPN混晶薄膜の成長と評価
GaP基板上のInGaPN混晶薄膜のMOVPE成長において、成長反応系の熱力学的特性を明らかにするとともに、N濃度3.2%までの混晶薄膜を得た。とくにGaP基板と格子整合する組成において発光特性が顕著に向上することを明らかにした。また量子井戸効果の発現するN濃度および井戸層厚に一定の制限があることを見出し、励起子の局在効果との競合が存在することを明らかにした。
2.InGaAsN混晶薄膜の成長と評価
GaAs基板にほぼ格子整合するIn濃度17%、N濃度2.3%までのInGaAsN混晶薄膜のフォトルミネッセンス特性の解析を進め、発光波長の温度依存性および励起強度依存性における特異な振る舞いが、混晶の不可避的な組成不均一性に起因する励起子の局在状態の効果であることを明らかにした。
3.GaAsN混晶薄膜のMBE成長と物性評価
GaAs基板上のGaAsN混晶薄膜のMBE成長において、基板温度、Nプラズマ強度、Asビーム強度などの成長諸要因と混晶表面性状の関係を明らかにし、Ga過剰条件下で表面の平坦性が向上することを見出した。N濃度4.5%の成長を確認し、2.4%までの薄膜で低温フォトルミネッセンスの観測に成功した。さらにN濃度1.1%の薄膜において、反射分光測定と発光測定の比較より、バンド端の低エネルギー側に局在準位の系列が存在することを明らかにした。またサファイア基板上のInAs成長を進め、成長諸要因と表面性状の関係を明らかにし、InAsN成長のための基礎的知見を得た。
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