| 研究課題/領域番号 |
16H02332
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
船戸 充 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70240827)
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| 研究分担者 |
川上 養一 京都大学, 工学研究科, 教授 (30214604)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 電子材料 / 結晶工学 / 紫外光源技術 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，窒化物半導体AlGaNを用いた深紫外域(波長：210~300 nm)での超高効率な発光を目指し，非輻射再結合過程の解明・抑制と輻射再結合過程の増強を目指した．前者に関して，従来のAlGaN系量子井戸では，Al空孔が主たる非輻射再結合中心であることがわかった．また線欠陥導入のメカニズムの理解も進んだ．これらの欠陥を排除する結晶成長条件の探索や新しい素子構造の提案を通じて，非輻射再結合の抑制を達成した．後者に関しては，新奇結晶面の利用による分極制御を図り，輻射再結合の増強を実証した．結果として，研究開始時に0.1%程度と見積もられた内部量子効率を50%程度にまで引き上げることができた．
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| 自由記述の分野 |
光電子材料
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義の一つとして，ワイドギャップ半導体AlGaNの物性理解が進んだことを指摘することができる．例えば，点欠陥の光学特性への影響がAl組成を高めると顕著に表れることが実験的に示された．また，結晶成長に関連して，過飽和度が点欠陥形成に与える影響，格子緩和現象の解明，表面原子の吸着・脱離の制御による単分子層量子井戸の作製，新奇結晶面における輻射再結合の増強などで基礎的な知見が得られた．これらの基礎学術的な知見を通じて，発光効率を律速する要因のいくつかが解明され，社会実装に向けての大きな課題の一つである効率の改善に向けて重要な指針を示すことができた．
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