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2009 年度 実績報告書

ナノ微粒子支援レーザ堆積法によるpn接合を持つ酸化亜鉛ナノワイヤの創製と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20360142
研究機関九州大学

研究代表者

岡田 龍雄  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90127994)

キーワードZnO / ナノワイヤ / p型 / レーザー堆積法 / ヘテロ接合 / LED
研究概要

本研究の目的は,申請者の開発したナノ微粒子支援レーザ堆積法(NAPLD)を用いてpn接合を持つZnOナノワイヤを合成し、その光および電気特性を明らかにして、ZnOナノワイヤを用いた紫外発光素子開発の基礎を確立することである。
昨年度は,前年までに作製したNAPLD装置を用いて,さまざまな条件で主にp型ドーパントとして燐を含むZnOナノワイヤの作製を行い,燐がドープされたZnOナノワイヤの光特性を中心に詳細な評価を行った.その結果、燐のドープによりバンド端遷移の蛍光寿命が、燐をドープしない場合の約110psから、2%の燐のドープにより約180psに延びることを確認し、n型特性の起源になる欠陥準位が燐のドープにより補償されていることを確認した。
また、ZnOナノワイヤの電気特性を評価するため、既存のn型ZnO薄膜やp型GaN膜とのヘテロ接合を作製し、その整流特性を評価した。その結果、燐をドープしたZnOナノワイヤは依然n型電導を示して居り、n型欠陥を十分補償しきれていないことが分かった。また、p型GaNとn型ZnOナノワイヤによるヘテロ接合を作製し、順方向電流励起によるZnOのバンド端遷移に起因する紫外発光を確認した。
複数のターゲットが切り替えられるNAPLD装置を用いて、ドープしていないZnOターゲットと燐をドープしたZnOターゲットを用いて、バッファ層を制御してZnOナノワイヤの成長密度を制御することに成功した。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] レーザーアブレーションを利用した半導体なの結晶の作製と応用2010

    • 著者名/発表者名
      岡田龍雄
    • 雑誌名

      応用物理 79

      ページ: 130-134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of low-temperature excitonic and defect emission from Ni-doped ZnO nanoneedles and V-doped ZnO nanostructured film2010

    • 著者名/発表者名
      Shubra Singh, Daisuke Nakamura, Kentaro Sakai, Tatsuo Okada, M S Ramachandra Rao
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 12

      ページ: 023007-1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aligned growth of ZnO nanowires by NAPLD and their optical characterizations2009

    • 著者名/発表者名
      Ruiqian Guo, Masato Matsumoto, Takafumi Matsumoto, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Tatsuo Okada
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 255

      ページ: 9671-9675

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of ZnO nanorods by pulsed Nd : YAG laser ablation deposition2009

    • 著者名/発表者名
      Yiqun Shen, Ning Xu, a Jushui Lai, Jian Sun, Jiada Wu, Zhifeng Ying, T.Okada
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. B 27 27

      ページ: 1856-1860

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ZnO Nanowalls Grown with High-Pressure PLD and Their Applications as Field Emitters and UV Detectors2009

    • 著者名/発表者名
      B.Q.Cao, T.Matsumoto, M.Matsumoto, M.Higashihata, D.Nakamura, T.Okada
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C 113

      ページ: 10975-10980

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ZnO Nanowalls Grown with PLD and their Field Emission and UV Detector Properties2009

    • 著者名/発表者名
      B.Q.Cao, T.Matsumoto, M.Higashihata, M.Matsumoto, D.Nakamura, T.Okada
    • 雑誌名

      Proc. CLEO Pacific Rim

      ページ: TuJ2-,

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Horizontally-Aligned ZnO Nanowires and Their Applications to Sensors2009

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, B.Q.Cao, D.Nakamura, A.Kumeda, M.Higashihata, T.Okada
    • 雑誌名

      Proc. CLEO Pacific Rim

      ページ: WJ1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Temperature Photoluminescence of Nanostructured ZnO Crystal Synthesized by Pulsed-Laser Ablation2009

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Sakai, Kohei Noguchi, Atsuhiko Fukuyama, Tetsuo Ikari, Tatsuo Okada
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 48

      ページ: 085001-1-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of ZnO Nano-Crystals by Nanoparticle-Assisted Pld and Their Application to Light Emittting Devices2010

    • 著者名/発表者名
      T.Okada
    • 学会等名
      4th Pacific International Conference on Applications of Lasers and Optics
    • 発表場所
      武漢、中国
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] NAPLDによる燐ドープZnOナノワイヤの作製と評価2010

    • 著者名/発表者名
      久米田彰夫、松本隆文、中村大輔、東畠三洋、岡田龍雄
    • 学会等名
      応用物理学会春季講演会
    • 発表場所
      平塚市
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] ZnOナノ構造体の空間分解CL測定2010

    • 著者名/発表者名
      室谷英彰、赤瀬大貴、山田陽一、田口常正、松本隆文、中村大輔、岡田龍雄
    • 学会等名
      応用物理学会春季講演会
    • 発表場所
      平塚市
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] レーザーアブレーションを利用した積層構造ZnOナノワイヤの作製と評価2010

    • 著者名/発表者名
      中村大輔, 松本隆文、久米田彰夫、東畠三洋、岡田龍雄
    • 学会等名
      電気学会光・量子デバイス研究会
    • 発表場所
      尾道市
    • 年月日
      2010-03-05
  • [学会発表] レーザーアブレーションを利用した低次元ZnOナノ構造体の作製と応用2010

    • 著者名/発表者名
      岡田龍雄、松本隆文、久米田彰夫、東畠三洋、中村大輔
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会
    • 発表場所
      豊中市
    • 年月日
      2010-02-02
  • [学会発表] マルチターゲット切替システムを用いた層構造ZnOナノワイヤの作製2010

    • 著者名/発表者名
      中村大輔、松本隆文、久米田彰夫、東畠三洋、岡田龍雄
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会
    • 発表場所
      豊中市
    • 年月日
      2010-02-02
  • [学会発表] Synthesis and characterization of phosphorous-doped ZnO nanocrystals by nanoparticle-assisted pulsed laser deposition2010

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Okada
    • 学会等名
      Photonic West 2010
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2010-01-26
  • [学会発表] レーザーアブレーションによるZnOナノ構造体の作製と応用2009

    • 著者名/発表者名
      岡田龍雄
    • 学会等名
      大阪電気通信大学エレクトロニクス研究所 第17回シンポジウム 最先端光応用
    • 発表場所
      寝屋川市
    • 年月日
      2009-12-18
  • [学会発表] Synthesis of Nano-Structured ZnO Crystals by Nanoparticle-Assisted Pulsed Laser Dep2009

    • 著者名/発表者名
      T.Okada
    • 学会等名
      5th National Symposium on Pulsed Laser Deposition of Thin Films and Nanostructured Materials
    • 発表場所
      Chennai, India
    • 年月日
      2009-12-02
  • [学会発表] Synthesis of ZnO Nanowires by NAPLD Using Multi-Target Changer System2009

    • 著者名/発表者名
      D.Nakamura、 T.Matsumoto、 A.Kumeda、 M.Higashihata、 T.Okada
    • 学会等名
      5th National Symposium on Pulsed Laser Deposition of Thin Films and Nanostructured Materials
    • 発表場所
      Chennai, India
    • 年月日
      2009-12-02
  • [学会発表] マルチターゲット切替システムを用いたNAPLDによるZnOナノワイヤの作製2009

    • 著者名/発表者名
      中村大輔、松本隆文、久米田章夫, 東畠三洋、岡田龍雄
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      熊本市
    • 年月日
      2009-11-28
  • [学会発表] NAPLD法で作製した燐ドープZnOナノワイヤの特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      久米田章夫、松本隆文、東畠三洋、中村大輔、岡田龍雄
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      熊本市
    • 年月日
      2009-11-28
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Phosphorus-Doped ZnO Nanowires and Nanowalls by Nanoparticle-Assisted Pulsed Laser Deposition2009

    • 著者名/発表者名
      B.Q.Cao, T.Matsumoto, K.Okazaki, M.Higashihata, K.Sakai, T.Ikari, T.Okada
    • 学会等名
      Conference on laser ablation
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2009-11-26
  • [学会発表] NAPLDによる燐ドープZnOナノワイヤの作製とその特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      松本隆文、久米田章夫、曹丙強、東畠三洋、中村大輔、境健太郎、岡田龍雄
    • 学会等名
      第62回電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      飯塚市
    • 年月日
      2009-09-28
  • [学会発表] ナノ微粒子支援レーザー堆積法による燐ドープ酸化亜鉛ナノワイヤの作製2009

    • 著者名/発表者名
      松本隆文、久米田章夫、東畠三洋、中村大輔、岡田龍雄
    • 学会等名
      秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2009-09-09
  • [学会発表] NAPLD法により作製したA1ドープZnOナノワイヤにおける発光特性のA1含有量依存性2009

    • 著者名/発表者名
      境健太郎、福山敦彦、碇哲雄、岡田龍雄
    • 学会等名
      秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      2009-09-09
  • [学会発表] ZnO Nanowalls Grown with PLD and their Field Emission and UV Detector Properties2009

    • 著者名/発表者名
      B.Q.Cao, T.Matsumoto M.Higashihata, D.Nakamura, T.Okada
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim 2009
    • 発表場所
      上海、中国
    • 年月日
      2009-08-31
  • [学会発表] Synthesis of Horizontally-Aligned ZnO Nanowires and Their Applications to Sensors2009

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, A.Kumeda, B.Q.Cao, M.Higashihata, D.Nakamura, T.Okada
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim 2009
    • 発表場所
      上海、中国
    • 年月日
      2009-08-31
  • [学会発表] Synthesis and Characterizations of Phosphorusdoped ZnO Nanostructures by PLD2009

    • 著者名/発表者名
      B.Q.Cao, T.Matsumoto, M.Higashihata, M.Matsumoto, D.Nakamura, T.Okada
    • 学会等名
      The 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-06-30

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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