| 研究課題/領域番号 |
24560377
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
直井 美貴 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (90253228)
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| 研究分担者 |
原口 雅宣 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20198906)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | サブ波長回折格子 / 発光ダイオード |
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| 研究概要 |
本研究は、III族窒化物半導体系発光ダイオードに、サブ波長グレーティング構造を適用し、高機能発光ダイオードの開発を目的としたものである。
平成24年度は、特に、紫外発光活性層および青色発光活性層からの放射光伝搬特性を有限差分時間領域法（FDTD法）により数値計算、および、サブ波長ナノグレーティング構造において存在が予想される固有モードの分散関係を理論的に検討し、両者の比較検討を行った。その結果、活性層から取り出される光は、その偏光状態によって大きくふるまいが異なり、TE：TMの偏光比は最大20：１にも及ぶことが分かった。このような、大きな偏光選択性を持つとき、回折格子部には平面波とは異なる固有モードの存在が電界分布より明らかとなった。また、FDTD法により得られた偏光制御に最適な回折格子を電子線リソグラフィー法により窒化物系発光ダイオード上に試作し、その基礎特性を検討した。試作した回折格子は、格子高さ190nm、周期200nmであった。この回折格子を実装した発光ダイオードに対して、325nmのHe-Cdレーザーを用いたフォトルミネッセンス実験を行い、その偏光特性を測定した。c軸成長発光ダイオードからの発光は無偏光のため、回折格子を実装していない部分からの発光は無偏光であったが、格子部からの発光は、TE:TM=3:1を示し、GaN表面上に回折格子を実装したと仮定したFDTD解析の理論予測とほぼ一致し、サブ波長回折格子により偏光選択性を持たすことが可能であることを示した。
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| 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
研究計画書に記載した、ほぼすべてについて実験を実施でき、基礎的な知見を明らかにできた。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度で得られた基礎特性に基づき、実デバイス作製およびその評価を行うことにより、サブ波長回折格子を実装した発光ダイオードのポテンシャルを評価する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当初計画において予想したよりも少ない試作回数で実験計画を遂行できたため、研究費を次年度に繰り越すことになった。繰り越し分については、実デバイス作製にはかなりの困難が予想されることが明らかになっているので、翌年度請求する研究費とあわせてデバイス作製実験経費として使用する予定である。
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