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

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360003
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 鎌田 憲彦 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50211173)
• 研究分担者: 福田 武司 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40509121) ; 平山 秀樹 理化学研究所 (70270593)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 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

バンド間励起光に禁制帯内励起光を重畳する2波長励起フォトルミネッセンス法を基盤に、ゲートICCDカメラによる時分解測定機能を加え、発光・電子デバイス用材料内の非発光再結合(NRR)準位の光学的評価を進めた。InGaN量子井戸では1.55eV付近にNRR準位を検出し、ドーピングによる影響の低減を示した。InGaAs量子井戸、Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+>蛍光体でもNRR準位を初めて検出し、そのふるまいを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Ba3Si6O12N2:Eu2+蛍光体の2波長励起フォトルミネッセンス評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石岡亮, 五十嵐航平, 福田武司, 下村康夫, 鎌田憲彦
  • 雑誌名: 信学技報, EID2011-19 巻: Vol.111 ページ: 21-24
• [雑誌論文] AlGaN系深紫外LEDの進展と展望(Invited Review) (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山秀樹, 藤川紗千恵, 塚田悠介, 鎌田憲彦
  • 雑誌名: 応用物理 巻: Vol.80, No.4 ページ: 319-324
  • 査読あり
• [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 (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
  • 雑誌名: 電子情報通信学会EID2010-28 ページ: 25-28
• [雑誌論文] 222nm Deep-Ultraviolet AlGaN QW Light-Emitting Diode with Vertical Emission Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, N. Noguchi, N. Kamata
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 巻: 3 ページ: 032102(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Marked Enhancement in the Efficiency of Deep-Ultraviolet AlGaN LEDs by Using a Multiquantum-Barrier Electron Blocking Layer (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, T. Maeda, N. Kamata
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 巻: 3 ページ: 031002(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Low Threading Dislocation Density ELO-AlN Template for Application to Deep-UV LEDs (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, S. Fujikawa, J. Norimatsu, T. Takano, K. Tsubaki, N. Kamata
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol.(c) 巻: 6, Issue S2 ページ: S356-S359
  • 査読あり
• [雑誌論文] 222-282 nm AlGaN and InAlGaN-based deep-UV LEDs fabricated on high-quality AlN on sapphire (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, S. Fujikawa, N. Noguchi, J. Norimatsu, T. Takano, K. Tsubaki, N. Kamata
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (a) 巻: 206 ページ: 1176-1182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of low threading dislocation density ELO-AlN template for application to deep-UV LEDs (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, S. Fujikawa, J. Norimatsu, T. Takano, K. Tsubaki, N. Kamata
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol.(c) 巻: Vol.6, Issue S2 ページ: S356-S359
  • 査読あり
• [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
  • 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EID2010-31 ページ: 41-44
• [学会発表] Reduction of Macro-Step Geometry and Abnormal Nuclei on AlN/Sapphire for use as Deep-UV LED Templates (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Maeda, H. Hirayama, M. Akiba, N. Kamata
  • 学会等名: 9th Int. Conf. on Nitride Semiconductors (ICNS-9)
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2011-07-12
• [学会発表] Marked Increase of Injection Efficiency in AlGaN Deep-UV LEDs (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, M. Akiba, Y. Tomita, S. Fujikawa, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: 9th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-9)
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2011-07-10
• [学会発表] Growth of Flat and Thin p-GaN Contact Layer by NH3 Pulse-flow Method for High Light-Extraction AlGaN Deep-UV LEDs (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Akiba, Y. Tomita, H. Hirayama, Y. Tsukada, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: 9th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-9)
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2011-07-10
• [学会発表] Growth of Flat p-GaN Contact Layer by Pulse-Flow Method for High Light-Extraction AlGaN Deep-UV LEDs with Al Electrode (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Akiba, Y. Tomita, Y. Tsukada, H. Hirayama, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: Asian Pacific Workshop on Nitride Semiconductors (APWS2011)
  • 発表場所: Toba, Mie, Japan
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] High-Efficiency Short-Wavelength AlGaN DUV LEDs Realized by Improving Injection Efficiency with MQB (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, M. Akiba, Y. Tomita, S. Fujikawa, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: Asian Pacific Workshop on Nitride Semiconductors (APWS2011)
  • 発表場所: Toba, Mie, Japan
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] Optical Characterization with Below-Gap Excitation and Improvements on Deep-UV LEDs (Invited) (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata
  • 学会等名: Asia Pacific Light Sources Workshop (APLSW) 2011
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-04-13
• [学会発表] Progress of AlGaN-based Deep-UV LEDs using High-Quality AlN on Sapphire (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, N. Kamata
  • 学会等名: 22th Int. Semiconductor Laser Conf.(ISLC2010)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20100926-30
• [学会発表] Marked Efficiency Enhancement of AlGaN-based Deep-UV LEDs using Multiquantum-Barrier (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsukada, H. Hirayama, N. Kamata
  • 学会等名: 22th Int. Semiconductor Laser Conf.(ISLC2010)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20100926-30
• [学会発表] Efficiency Enhancement in AlGaN Deep-UV LEDs using High-Reflectivity Al-based p-type Electrode(IWN2010ベストポスター賞) (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Akiba, H. Hirayama, Y. Tsukada, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: Int. Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2010)
  • 発表場所: Tampa, Florida, USA
  • 年月日: 20100919-24
• [学会発表] High-Power Short-Wavelength AlGaN Deep-UV LEDs Realized by Improving Injection Efficiency (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, M. Akiba, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: Int. Workshop on Nitride Semicond.(IWN2010)
  • 発表場所: Tampa, Florida, USA
  • 年月日: 20100919-24
• [学会発表] Efficiency Enhance-ment in 250 nm-band AlGaN Deep-UV LEDs using Multiquantum-Barrier (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: The 3rd Int. Symp. on Growth of III-Nitrides (ISGN-3)
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 20100703-07
• [学会発表] AlGaN Deep-UV LEDs using Multiquantum-Barrier (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Tsukada, N. Maeda, N. Kamata
  • 学会等名: The 8th Int. Symp. on Semiconductor Light Emitting Devices (ISSLED2010)
  • 発表場所: Beijing China
  • 年月日: 20100516-21
• [学会発表] Design of Multiquantum-barrier Electron-Blocking Layer for 230-280 nm-band AlGaN Deep-UV LEDs (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsukada, H. Hirayama, N. Kamata
  • 学会等名: The 8th Int. Symp. on Semiconductor Light Emitting Devices (ISSLED2010)
  • 発表場所: Beijing China
  • 年月日: 20100516-21
• [学会発表] Energy distribution of below-gap states in InGaN quantum wells revealed by two-wavelength excited photoluminescence (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata, T. Yamaguchi, T. Fukuda, Y. Arakawa
  • 学会等名: Proc. 12th Int. Symp. on the Science and Technology of Light Sources and Int. Conf. on White LEDs and Solid State Lighting (LS-WLED2010)
  • 発表場所: Eindhoven, Netherland
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Optical Detection of Nonradiative Centers in GaN-Based Crystals by Photoluminescence with Below-Gap Excitation (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kamata, T. Yamaguchi, T. Fukuda, Y. Arakawa
  • 学会等名: The 2nd Int. Conf. on White LEDs and Solid State Lighting
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 20091214-16
• [学会発表] 二波長励起PL法を用いたInGaAs-HEMT結晶の禁制帯内準位の測定-組成依存性- (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口朋彦, 五十嵐航平, 福田武司, 高田朋幸, 板谷太郎, 本多善太郎, 鎌田憲彦
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Optical Characterization of Non-Radiative Recombination Centers in InGaAs/AlGaAs Quantum Wells by Below-Gap Excitation
  • 著者名/発表者名: A. Z. M. Touhidul Islam, K. Hatta, N. Murakoshi, T. Fukuda, T. Takada, T. Itatani, N. Kamata
  • 学会等名: Int. Symp. on Science and Technology of Lighting
• [学会発表] Optical Characterization of Non-Radiative Centers and Improvement in Light Extraction Efficiency of Deep UV-LEDs
  • 著者名/発表者名: N. Kamata, A. Z. M. Touhidul Islam, M. Akiba, K. Igarashi, N. Murakoshi, T. Fukuda, H. Hirayama
  • 発表場所: Jpn-China-Korea Conf.
• [図書] 電子材料 (2011)
  • 著者名/発表者名: 電気学会編集委員会
  • 総ページ数: 505
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 出版事業部光エレクトロニクス 基礎編 (2010)
  • 著者名/発表者名: Amnon Yariv, Pochi Yeh, 多田邦雄, 神谷武志
  • 総ページ数: 541
  • 出版者: 丸善(株)
• [備考]
  • URL: http://www.fms.saitama-u.ac.jp/lab/kamata_l/index.html
• [産業財産権] 光半導体素子及びその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 平山秀樹, 大橋智明, 鎌田憲彦
  • 権利者名: 平山秀樹, 大橋智明, 鎌田憲彦
  • 産業財産権番号: 特許、第4538476号
  • 取得年月日: 2010-06-25
• [産業財産権] 顕微フォトルミネッセンス測定装置及び測定方法 (2010)
  • 発明者名: 鎌田憲彦, 大木孝一
  • 権利者名: 鎌田憲彦, 大木孝一
  • 産業財産権番号: 特許、第4446396号
  • 取得年月日: 2010-01-29