2001 Fiscal Year Annual Research Report
III族窒化物半導体の分光計測による衝突・輻射モデルによる研究
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13750278
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
石谷 善博 千葉大学, 工学部, 助教授 (60291481)
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| Keywords | 窒化物半導体 / 励起子・電子・正孔 / キャリアダイナミクス / 非輻射再結合 / 輻射再結合 / 衝突・輻射モデル / 時間分解フォトルミネッセンス / 時間分解フォトカレント |
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| Research Abstract |
1.結晶成長:有機金属気相成長(MOVPE)によりサファイア基板上に窒化物単結晶を成長。
構造:アンドープ(u)-GaN,u-GaN/GaInN/GaN-量子井戸,u-(Al)GaN/Ga(In)N/(Al)GaN-量子井戸X線半値幅(002)ロッキングカーブで350秒程度、(102)では380秒程度。原子間力顕微鏡による表面粗さ測定では二乗平均荒さが0.5nm程度であった。
アンドープ時のバックグランドキャリア密度はn型で10^<17>cm^<-3>程度であった。
2.分光計測:千葉大学に異動後、PLE、PR測定システムを構築した。
赤外分光計測では、定常励起時のキャリア密度計測のためフーリエ分光(FTIR)型を採用。GaN単層およびGaN/GaInN/GaN量子井戸においてFTIR測定を行い量井戸に関係する赤外反射スペクトル構造を観測した。定常励起状態における励起光強度・PL強度とキャリア密度の関係を明らかにする基礎ができた。
低励起状態では本方法による計測では難しいことが判明した。昨年度より申請者が行っている時間分解PLと時間分解フォトカレントの同時測定をもちいて、キャリア密度情報と輻射速度の情報を同時に得ることにより解析する手法に切り替えた。
3.キャリアダイナミクスの衝突・輻射モデル
キャリア構成要素から大別すると励起子系と電子・正孔系となる。それぞれにつき、結晶温度(フォノンエネルギー・濃度)、電子・正孔密度、電子・正孔温度(移動度などにより決まる結晶中電子・正孔速度)の依存性を明らかにする方針とした。現在比較的計算のしやすい非閉じ込め励起子系の理論解析をしている。
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