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2010 年度 実績報告書

ディープレベル顕微鏡による欠陥準位のエネルギー及び空間分布解析手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21360003
研究機関埼玉大学

研究代表者

鎌田 憲彦  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50211173)

研究分担者 福田 武司  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40509121)
平山 秀樹  埼玉大学, 理化学研究折・テラヘルツ量子素子研究チーム, チームリーダー (70270593)
キーワード欠陥準位 / フォトルミネッセンス / 2波長励起 / 非接触測定
研究概要

注意深く結晶成長しても、ごく微量の結晶欠陥が禁制帯内に深い欠陥準位(ディープレベル)を形成し、非発光再結合準位、キャリア捕獲準位として働くことによって発光材料・デバイスの効率低下、動作不安定性や劣化をもたらす元凶となる。これらの欠陥準位密度を低減するために、本研究では禁制帯内励起光の照射によるフォトルミネッセンス強度変化の観測を中心に、非発光再結合準位、キャリア捕獲準位を光学的に検出、評価する手法の確立を目的とする。これにより電極が不要で準位のエネルギー、空間分布を解析可能なディープレベル顕微鏡の有効性を実証する。
本年度は、まず非発光再結合準位の低減を目指してAlGaN、InAlGaN量子井戸半導体の結晶成長を進めつつ、検出系に適した回折格子分光器を導入し、2波長励起フォトルミネッセンス測定系の分光波長域・検出感度等の改善を図った。発光波長帯が等しいInAlGaN、およびAlGaN発光層を持つ2つの量子井戸試料を含め、複数のInAlGaN、およびAlGaN量子井戸試料について、励起波長244nmでフォトルミネッセンスの温度依存性、および励起強度依存性を調べた。温度15K、強励起条件での発光強度を基準に、内部量子効率を試算し、それから室温での非発光再結合定数の温度依存性を導出、比較した。その結果、最適条件で成長したInAlGaN発光層を持つ試料の非発光再結合定数が低く、温度依存性、励起強度依存性に優れることがわかった。またLED励起用蛍光体のフォトルミネッセンス及び熱ルミネッセンス評価を進め、キャリア捕獲準位の熱活性化エネルギーを算出した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 深紫外領域AlGaN系結晶のフォトルミネッセンス評価2010

    • 著者名/発表者名
      五十嵐航平、石岡亮、塚田悠介、福田武司、本多善太郎、平山秀樹、鎌田憲彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(EID2010-31)

      巻: Vol.110,No.404 ページ: 41-44

  • [雑誌論文] Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+>蛍光体のフォトー及び熱ルミネッセンス評価2010

    • 著者名/発表者名
      石岡亮、五十嵐航平、福田武司、木島直人、鎌田憲彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(EID2010-28)

      巻: Vol.110,No.404 ページ: 25-28

  • [学会発表] 深紫外領域AlGaN系結晶のフォトルミネッセンス評価2011

    • 著者名/発表者名
      五十嵐航平、石岡亮、塚田悠介、福田武司、本多善太郎、平山秀樹、鎌田憲彦
    • 学会等名
      発光型/非発光型ディスプレイ合同研究会
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+>蛍光体のフォト-及び熱ルミネッセンス評価2011

    • 著者名/発表者名
      石岡亮、五十嵐航平、福田武司、木島直人、鎌田憲彦
    • 学会等名
      発光型/非発光型ディスプレイ合同研究会
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] Progress of AIGaN-based Deep-UV LEDs using High-Quality AIN on Sapphire2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Tsukada, N.Kamata
    • 学会等名
      22th International Semiconductor Laser Conference (ISLC2010)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20100926-20100930
  • [学会発表] Marked Efficiency Enhancement of AlGaN-based Deep-UV LEDs using Multiquantum-Barrier2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsukada, H.Hirayama, N.Kamata
    • 学会等名
      22th International Semiconductor Laser Conference (ISLC2010)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20100926-20100930
  • [学会発表] Optimization of Multiquantum-barrier (MQB) Structure of AlGaN Deep-UV LEDs for Realizing High Injection Efficiency2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsukada, H.Hirayama, N.Kamata
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2010)
    • 発表場所
      Tampa, Florida, USA
    • 年月日
      20100919-20100924
  • [学会発表] High-Power Short-Wavelength AlGaN Deep-UV LEDs Realized by Improving Injection Efficiency2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Tsukada, M.Akiba, N.Maeda, N.Kamata
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2010)
    • 発表場所
      Tampa, Florida, USA
    • 年月日
      20100919-20100924
  • [学会発表] Efficiency Enhancement in AlGaN Deep-UV LEDs using High-Refle ctivity Al-based p-type Electrode (IWN2010ベストポスター賞受賞)2010

    • 著者名/発表者名
      M.Akiba, H.Hirayama, Y.Tsukada N.Maeda, N.Kamata
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2010)
    • 発表場所
      Tampa, Florida, USA
    • 年月日
      20100919-20100924
  • [学会発表] Efficiency Enhancement in 250 nm-band AlGaN Deep-UV LEDs using Multiquantum-Barrier2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Tsukada, N.Maeda, N.Kamata
    • 学会等名
      The 3^<rd> International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-3)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      20100703-20100707
  • [学会発表] 247-262 nm A1GaN Deep-UVLEDs using Multiquantum-Barrier2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama, Y.Tsukada, N.Maeda, N.Kamata
    • 学会等名
      The 8^<th> International Symposium on Semiconduc tors Light Emitting Devices (ISSLED2010), E3
    • 発表場所
      Beijing China
    • 年月日
      20100516-20100521
  • [学会発表] Design of Multiquantum-barrier Electron-Blocking Layer for 230-280 nm-band AlGaN Deep-UV LEDs2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsukada, H.Hirayama, N.Kamata
    • 学会等名
      The 8^<th> International Symposium on Semiconduc tors Light Emitting Devices (ISSLED2010),I5
    • 発表場所
      Beijing China
    • 年月日
      20100516-20100521
  • [学会発表] Energy distribution of below-gap states in InGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence2010

    • 著者名/発表者名
      N.Kamata, T.Yamaguchi, T.Fukuda, Y.Arakawa
    • 学会等名
      Proc.12^<th> Int.Symp.on the Science and Technology of Light Sources and the 3^<rd> Int.Conf.on White LEDs and Solid State Lighting (LS-WLED2010), CP020
    • 発表場所
      Eindhoven, Netherland
    • 年月日
      2010-07-12
  • [図書] 光エレクトロニクス基礎編(2010年8月刊)2010

    • 著者名/発表者名
      Amnon Yariv, Pochi Yeh著多田邦雄・神谷武志監訳(鎌田憲彦分担訳)
    • 総ページ数
      541
    • 出版者
      丸善(株)出版事業部

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公開日: 2012-07-19  

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