2020 Fiscal Year Annual Research Report
近接場分光（SNOM）による特異構造の発光機構解明と制御
| Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
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| Project/Area Number |
16H06426
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川上 養一 京都大学, 工学研究科, 教授 (30214604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船戸 充 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70240827)
石井 良太 京都大学, 工学研究科, 助教 (60737047)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 近接場光学顕微鏡 / 顕微分光 / 窒化物半導体 / 特異構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，InリッチInGaNおよびAlリッチAlGaNの近接場分光（SNOM）マッピングを中心とした評価手法によって，これら半導体の特異構造を詳細に評価してきた．最終年度である本年度の成果は以下の通りである．
(1)基板のオフ角分布によるInGaN量子井戸の多波長化の実現と機構解明：申請者らはC面GaN基板のオフ角を基板面内で分布させることで，紫から青色領域で25nmの範囲で発光波長を面内分布させることに成功した．この成果は，ブロードバンドタイプのスーパールミネッセントダイオード実現に繋がるものである．
(2)半極性面AlN基板上でのAlGaN系半導体の歪み緩和機構解明：半極性r面AlN基板上に作製したAlGaN薄膜の歪緩和度は，極性面上の試料よりも大きく特異な歪み緩和機構が観測された．そこで，歪緩和モデルを構築し統一的な理解を得た．
(3)深紫外SNOM分光技術の深化：AlリッチAlGaN系量子井戸の顕微分光を回折限界以上の高分解能で行うには，この波長域で分光可能な近接場光学顕微鏡（SNOM）の開発が必要となる．申請者のグループは，超安定リングキャビティーチタンサファイアレーザと非線形光学技術によって波長210nmの深紫外CWレーザ装置を構築するとともに，深紫外オプティクスの構築によって，室温において約100nmの分解能でAlGaN量子井戸の深紫外分光マッピングに成功している．昨年度は，クライオスタットを導入したが，振動レベルの低減が課題となっていた．今年度は，新たな除振手法を構築し，極低温域から室温までの温度可変にて分光可能な深紫外SNOM技術を構築した．
(4)AlリッチAlGaN系特異構造の発光ダイナミクス評価：微傾斜AlN基板上のステップバンチングに形成される細線状Gaリッチ局在中心における輻射・非輻射過程を深紫外SNOM装置を用いて精査し，高効率化への指針を得た．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Above 25 nm emission wavelength shift in blue-violet InGaN quantum wells induced by GaN substrate misorientation profiling: towards broad-band superluminescent diodes2020
Author(s)
A. Kafar, R. Ishii, K. Gibasiewicz, Y. Matsuda, S. Stanczyk, D. Schiavon, S. Grzanka, M. Tano, A. Sakaki, T. Suski, P. Perlin, M. Funato, and Y. Kawakami
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Journal Title
OPTICS EXPRESS
Volume: 28
Pages: pp. 22524-22539
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
