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2017 年度 実施状況報告書

フォノン閉じ込めによる太陽電池エネルギー変換効率向上策の提案

研究課題

研究課題/領域番号 16K17511
研究機関千葉大学

研究代表者

MA BEI  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (90718420)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードフォノン / ラマン
研究実績の概要

本研究では、2波長時間差励起時間分解PL・PC・ラマン同時測定法の開拓により、フォノン生成累加過程とキャリアの輸送過程を含めた、量子井戸でのフォノン吸放出によるキャリアダイナミクスの統合的解析手法の確立を目的としている。
(1)試料準備:アンドープ試料のAlGaInP系試料は既に作成済みである。AlGaInN系試料を不純物ドープ高濃度試料は共同研究先より作成した。
(2)2波長ラマン測定装置の構築:700nmから266nmまでの任意のレーザ波長選択ができる時間分解PL・PC系装置を立ち上げた。作製した試料をバンド端共鳴に近い光と、高密度フォノンを生成する短波長光の2波長ラマン分光装置を導入した。ラマン分光と組合せ、時間分解Stokes/Anti-Stokes光解析からフォノン量の解析を行うため、325nm,532nmの2波長励起ラマン分光装置を構築し、ラマンマッピング測定を可能にした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

共同研究先より高濃度ドーピングGaN試料作成に成功し、転位密度の異なる試料が得られた。ラマン分光装置が導入され、2波長ラマン測定系を確立し、おおむねに順調を考えられる。

今後の研究の推進方策

PL・PC・ラマン分光測定を統合し、発光・キャリアフロー・フォノンのダイナミクス解析を行う。MOVPE法を用いて、AlGaInN系試料の量子井戸構造を作成し、量子井戸からのキャリア取り出しのメカニズム解明及び効率向上構造の提案に進める。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Electric-dipole absorption resonating with longitudinal optical phonon-plasmon system and its effect on dispersion relations of interface phonon polariton modes in metal/semiconductor-stripe structure2017

    • 著者名/発表者名
      Hironori Sakamoto, Eito Takeuchi, Kouki Yoshida, Ken Morita, Bei Ma, and Yoshihiro Ishitani
    • 雑誌名

      Journal of Physics D

      巻: 51 ページ: 015105-1,10

    • DOI

      10.1088/136-6463/aa9918

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Population decay and distribution of exciton states analyzed by rate equations based on theoretical phononic and electron-collisional rate coefficients2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Oki, Bei Ma, and Yoshihiro Ishitani
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 205204-1,15

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.205204

    • 査読あり
  • [学会発表] フォノンプロセスを考慮した励起子ダイナミクス解析(PXRモデル)2018

    • 著者名/発表者名
      石谷 善博、大木 健輔、野町 健太郎、馬 ベイ、森田 健
    • 学会等名
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] GaN,AlN,ZnOにおける励起子の非熱平衡解析2018

    • 著者名/発表者名
      大木 健輔、野町 健太郎、西川 智秀、馬ベイ、森田 健、石谷 善博
    • 学会等名
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] GaAs/Auストライプ構造を用いたLOフォノン共鳴の赤外光輻射2018

    • 著者名/発表者名
      青木 伴晋、花田 昂樹、坂本 裕則、馬ベイ、森田 健、石谷 善博
    • 学会等名
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 半導体/金属ストライプ構造における電気双極子形成に伴う誘電関数変化2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 裕則、馬ベイ、森田 健、石谷 善博
    • 学会等名
      2018年第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] ワイドギャップ半導体キャリア・フォノンダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      石谷善博,大木健輔,野町健太郎,馬ベイ,森田健
    • 学会等名
      第13回励起ナノプロセス研究会
  • [学会発表] Theoretical calculation of rate coefficients, densities, and decay time of excitons and free carriers in GaN2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Oki, Kentaro Nomachi, Bei Ma, Ken Morita, and Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      12th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-12)
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface phonon polariton propagation and LO phonon-resonant absorption of infrared lightin AlN/metal-composites2017

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto Hironori Sakamoto, Bei Ma, Ken Morita and Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      ICNS 12 - 12th International Conference on Nitride Semiconducto
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of transient carrier-exciton-phonon energy transport in GaN2017

    • 著者名/発表者名
      Bei Ma and Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      ICNS 12 - 12th International Conference on Nitride Semiconductors
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic function based on longitudinal optical phonon modes of semiconductors: infrared absorption control of composite materials and destructive quantum interferences2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishitani, H. Sakamoto, B. Ma, and K. Morita
    • 学会等名
      EMN Optoelectronics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dielectric interaction of infrared light and electron-phonon coupling system in metal/semiconductor composites2017

    • 著者名/発表者名
      E. Takeuchi, H. Sakamoto, B. Ma, K. Morita, and Y. Ishitani
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week
    • 国際学会
  • [学会発表] C exciton and A exciton dynamic of m-plane GaN film2017

    • 著者名/発表者名
      Bei Ma, Tsubasa Yamakawa, and Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Devices (ISSLED 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] フォノンによるGaN励起子ダイナミクス過程への影響2017

    • 著者名/発表者名
      馬ベイ, 石谷善博
    • 学会等名
      第9 回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会 招待講演
    • 招待講演
  • [学会発表] AlN/金属ストライプ構造における表面、界面ポラリトンモード観測2017

    • 著者名/発表者名
      坂本裕則,馬ベイ, 森田健, 石谷善博
    • 学会等名
      第9 回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会
  • [学会発表] Introduction of biexciton processes into exciton dynamics simulation for GaN based on the phononic-excitonic-radiative model2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nomachi, Ma Bei, Ken Morita, and Yoshihiro Ishitani
    • 学会等名
      International Workshop on UV materials and devices (IWUMD) 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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