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2012 年度 研究成果報告書

近接場顕微分光法による窒化物半導体発光素子の効率ドループ機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 23686003
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関京都大学

研究代表者

金田 昭男  京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80372572)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
キーワード走査プローブ顕微鏡 / 半導体物性 / マルチモード近接場分光 / 過渡レンズ法 / 効率ドループ
研究概要

効率ドループの主要因を解明するために、 近接場光学顕微鏡を用いたPL 測定と時間分解(TR)PL 測定を行った。青色発光 InGaN では、キャリア密度が増加すると、キャリアが局在中心からオーバーフローするが、非輻射中心周囲にポテンシャル障壁が形成されているため、非輻射再結合するキャリアが増えないことが分かった。一方、緑色発光 InGaNでは、キャリア密度が増加すると、キャリアが強発光領域から貫通転位に起因した非輻射中心が多数分布する In 組成の高い弱発光領域へ拡散するようになり、非輻射再結合するキャリアの割合が増えることが判明した。これらの結果より、貫通転位密度とキャリア寿命の増加が緑色発光 InGaN における効率ドループの主要なメカニズムであることが明らかになった。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nanoscopic photoluminescence properties of a green-emitting InGaN single quantum well on a {20-21} GaN substrate probed by scanning near-field optical microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneta, Y. S. Kim, M. Funato, Y. Kawakami, Y. Enya, T. Kyono, M. Ueno and T. Nakamura
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp.

      巻: 5 ページ: 1-3

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.5.102104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instrumentation for dual-probe scanning near-field optical microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneta, R. Fujimoto, T. Hashimoto, K. Nishimura, M. Funato and Y. Kawakami
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 83 ページ: 1-11

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4737883

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral charge carrier diffusion in InGaN quantum wells2012

    • 著者名/発表者名
      J. Danhof, H. M. Solowan, U. T. Schwarz, A. Kaneta, Y. Kawakami, D. Schiavon, T. Meyer and M. Peter
    • 雑誌名

      Phys. Stat. Solidi B

      巻: 49 ページ: 480-484

    • DOI

      DOI:10.1002/pssb.201100476

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical gain spectroscopy of a semipolar {20-21}-oriented green InGaN laser diode2011

    • 著者名/発表者名
      Y. S. Kim, A. Kaneta, M. Funato, Y. Kawakami, T. Kyono, M. Ueno and T. Nakamura
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp.

      巻: 4 ページ: 1-3

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.4.052103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-of-flight measurements of charge carrier diffusion in InXGa1-XN/GaN quantum wells2011

    • 著者名/発表者名
      J. Danhof, U. T. Schwarz, A. Kaneta and Y. Kawakami
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 84 ページ: 1-5

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.84.035324

    • 査読あり
  • [学会発表] InGaN/GaN SQW における非輻射再結合のキャリアダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      井上航平, 金田昭男, 船戸 充,川上養一,岡本晃一
    • 学会等名
      第60回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-30
  • [学会発表] ナノ光励起による窒化物半導体の発光機構解明と制御へのアプローチ2013

    • 著者名/発表者名
      川上養一, 金田昭男, 船戸 充
    • 学会等名
      第60回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] 緑色発光 InGaN 量子井戸の近接場光学分光2013

    • 著者名/発表者名
      金田昭男, 船戸 充, 川上養一
    • 学会等名
      第5回文部科学省「最先端の光の創成を目指したネットワーク研究拠点プログラム」シンポジウム
    • 発表場所
      日本科学未来館
    • 年月日
      2013-01-11
  • [学会発表] Effects of internal fields and potential inhomogeneity on the lasing properties of InGaN-based green laser diodes fabricated on (0001) polar substrates2012

    • 著者名/発表者名
      Y. S. Kim, A. Kaneta, M. funato, Y. Kawakami, T. Miyoshi, S. Nagahama
    • 学会等名
      電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2012-11-30
  • [学会発表] Nanoscopic PL properties in green emitting InGaN single quantum well on {20-21} GaN substrate probed by scanning near field optical microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneta, Y. S. Kim, M. Funato, Y. Kawakami, Y. Enya, T. Kyono, M. Ueno and T. Nakamura
    • 学会等名
      Intern. Workshop on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2012-10-16
  • [学会発表] 緑色発光{20-21}GaN 基板上 InGaN量子井戸の近接場顕微発光測定2012

    • 著者名/発表者名
      金田昭男, 金潤碩, 船戸 充, 川上養一, 塩谷陽平, 京野孝史, 上野昌紀, 中村孝夫
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-12
  • [学会発表] Contribution of low inhomogeneous broadening to the optical gain of a (0001) oriented InGaN-based green laser diode2012

    • 著者名/発表者名
      金 潤碩, 金田昭男,船戸 充, 川上養一
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      2012-09-12
  • [学会発表] Recombination Dynamics in InGaN Single Quantum Wells by Scanning Near-field Optical Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneta, M. Funato and Y. Kawakami
    • 学会等名
      The 2nd Sweden-Japan Workshop on Nanophotonics and Related Technologies
    • 発表場所
      Kista, Sweden
    • 年月日
      2012-06-19
  • [学会発表] Optical Gain Properties of (0001) Oriented InGaN-Based Green Laser Diodes with Low Threshold Current Density2012

    • 著者名/発表者名
      Y. S. Kim, A. Kaneta, M. Funato, Y. Kawakami, T. Miyoshi and S. Nagahama
    • 学会等名
      16th Intern. Conf. on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XVI)
    • 発表場所
      Paradise Hotel Busan, Busan, Korea
    • 年月日
      2012-05-22
  • [学会発表] 近接場分光による局在・輻射・非輻射再結合ダイナミクスの評価2012

    • 著者名/発表者名
      川上養一,船戸 充,金田昭男
    • 学会等名
      第59回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス, 早稲田中・高等学校 興風館
    • 年月日
      2012-03-15
  • [学会発表] Recombination Dynamics in Nitride Semiconductors by Scanning Near-field Optical Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawakami, A. Kaneta and M. Funato
    • 学会等名
      5th GCOE Intern. Symp. on Photonics and Electronics Science and Engineering
    • 発表場所
      Katsura-Campus, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] Optical gain spectra in semipolar {20-21} oriented green InGaN LDs in comparison with (0001) LDs2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kim, A. Kaneta, M. Funato, Y. Kawakami, T. Kyono, M. Ueno and T. Nakamura
    • 学会等名
      電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-11-18
  • [学会発表] 近接場顕微分光測定による InGaN量子井戸中のキャリア拡散が効率ドループ現象へ与える影響2011

    • 著者名/発表者名
      金田昭男,橋谷 亨,船戸 充,川上養一
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] Local carrier dynamics in InGaN quantum wells studied by scanning near-fi eld optical microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneta, M. Funato and Y. Kawakami
    • 学会等名
      2011 Optics+Photonics
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, San Diego Marriott Marquis and Marina, California, USA
    • 年月日
      2011-08-25
  • [学会発表] Lateral charge carrier diffusion in InGaN quantum wells2011

    • 著者名/発表者名
      J. Danhof, U. T. Schwarz, A. Kaneta and Y. Kawakami
    • 学会等名
      9th Intern. Conf. on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      2011-07-12
  • [学会発表] Impact of internal quantum efficiency on the droop phenomena studied by scanning near-field optical microscopy in InGaN single quantum wells2011

    • 著者名/発表者名
      A. Kaneta, A. Hashiya, M. Funato and Y, Kawakami
    • 学会等名
      9th Intern. Conf. on Nitride Semiconductors
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      2011-07-11
  • [学会発表] Optical gain spectra in semipolar {20-21} oriented green InGaN LDs in comparison with (0001) LDs2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kim, A. Kaneta, M. Funato, Y. Kawakami, T. Kyono, M. Ueno, and T. Nakamura
    • 学会等名
      30th Electronic Materials Symposium
    • 発表場所
      Laforet Biwako, Shiga, Japan
    • 年月日
      2011-06-29
  • [備考]

    • URL

      http://www.optomater.kuee.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2014-08-29  

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