2016 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced research on semiconductor optical device materials by controlling phonon transport under non-thermal equilibrium state
| Project/Area Number |
25286048
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
石谷 善博 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60291481)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠塚 雄三 和歌山大学, システム工学部, 教授 (30144918)
矢口 裕之 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50239737)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | フォノンダイナミクス / 励起子 / キャリアダイナミクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は、H27年度作成したフォノン吸放出、電子正孔衝突の素過程を取り入れた励起子ダイナミクス数値計算コードを改良し、更に励起子分子系に拡張して、フォノンの局在など非熱平衡状態における励起子系ダイナミクスの解明を進めた。実験では短パルス励起による時間分解PL測定において、励起波長を変えて電子正孔励起子のエネルギー緩和により生成されたフォノンによる励起子分子の形成状態の変化、パルス励起後の時間経過にともなう、励起子分子‐励起子の状態変化の過程について検討を行った。また、深い準位を介した電子遷移について、励起波長を変えた遷移速度の変化について検討を行った。試料は、電子‐フォノン相互作用の強い窒化物半導体を取り上げ、特にGaNについて検討を進めた。その結果、フォノン局在による励起子高次主量子数への移行により蛍光寿命が１桁以上長くなることが分かった。この結果は、励起子の輻射再結合確率の解析手法について新しい観点を与えると考えられる。励起子分子状態は、励起状態を含めて解析され、フォノン局在による運動量増加やフォノンとの相互作用頻度の増加の概略が解明された。深い準位に関する電子遷移速度は、電子の緩和エネルギーに依存して変化するが、その変化には配位座標系での電子占有状態の違いが表れている可能性があることが示された。さらに窒化物混晶系で、超格子構造を用いることにより電子系とフォノン系のエネルギーの制御独立性を上げることを狙い、理論検討を行った。その結果、数分子層の超格子構造で、その周期性を変えることにより電子系のバンドギャップとフォノンのエネルギーの大小関係を制御することができることが分かり、フォノンの輸送特性の概略について解明が進んだ。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
