窒化物半導体を用いた励起子効果発光デバイスの実現可能性の検討

采用氮化物半导体的激子效应发光器件的可行性研究

• 批准号: 20K04585
• 负责人: 室谷 英彰
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokuyama College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04585/
• 关键词: AlGaN; 励起子; レーザー; 深紫外; 誘導放出; 内部量子効率; レート方程式; 窒化物半導体; 励起子効果; 励起子多体効果

本研究では，半導体中の電子と正孔がクーロン相互作用によって互に束縛された状態である励起子の光学遷移過程に注目し，強い励起子効果が期待できる窒化物半導体において励起子の発光再結合過程を動作原理とした発光デバイスの実現に向けた研究を進めている。励起子効果を利用した発光デバイスの設計指針を示すことを具体的な目的としている。現在までに得られた研究実績は以下の通りである。UV-C領域で発光するAlGaN系量子井戸構造において，550 Kという高温領域においても光励起誘導放出が観測された。さらに，450～500 Kの間で誘導放出機構が変化することを確認した。500 K以上では，誘導放出は電子-正孔プラズマによるものであるのに対し，450 K以下では励起子が関与した機構であることが示唆された。また，低温領域において誘導放出特性の励起波長依存性を評価し，励起子が誘導放出に関与していることを明らかにした。加えて，室温において光励起レーザー発振測定を行い，ファブリペロー共振器の縦共振器モードを反映した微細構造を伴う発振スペクトルを観測した。このことは，室温において励起子が関与した誘導放出機構による光励起レーザー発振が実現できたことを示している。高品質なAlNテンプレート上に作製されたAlGaN系量子井戸構造において内部量子効率90%という非常に高い値が得られた。効率曲線の温度依存性から，400 Kにおいても強励起下では非輻射再結合中心が完全に充填されることを明らかにした。また，これまでに提案した励起子レート方程式モデルによって効率曲線を解析した結果，400 K付近において励起子の輻射再結合過程が非輻射再結合過程よりも優勢であることを確認できた。このことは400 Kにおいても励起子発光が高い安定性を有することを示している。以上のことから、励起子効果を利用した発光デバイスの実現の可能性が示された。

In this study, we focused on the optical shift process of the electron beam excitation device in the semiconductor. in this study, we focused on the process of optical shift of the electron beam exciter in the semiconductor. in this study, we focused on the process of optical shift of the electron beam exciter in the semiconductor. in this study, we focused on the optical shift process of the electron beam exciter in the semiconductor. the excitation device is expected to asphyxiate the hemispheres. The exciter uses the device to indicate the specific purpose of the device. At present, it is necessary to study the following information. In the field of UV-C, the AlGaN quantum well is used to build the laser, and the light is excited in the field of high temperature at 550K. Please contact us at 450,500K to direct the release of the agency to make sure that it is confirmed. If the temperature is above 500K, the lead will send out an electrical generator with a positive hole, and a driver with a driver below 450K will show you that it is instigated by the organization. In the cryogenic field, the emission characteristics stimulate the wave length dependence, and the exciter induces the release of the wave length. Add temperature, room temperature, light excitation, resonator, resonator and resonator. At room temperature, under room temperature, the exciter should be activated and the discharge mechanism should be excited to show that the temperature is low. High quality, AlN, high quality, high quality, The temperature dependence of the temperature curve is very high, and the 400 K temperature sensor encourages the non-injection recombination center to completely fill the temperature field. In this paper, we propose to analyze the results of the equation equation and the error rate curve, and to analyze the results of the equation. The results of the curve analysis, 400 K and 400 K are used to analyze the results of the equation, the results of the analysis of the curve, the results of the analysis of the results, and the results of the analysis of the results. The light stability of the exciter is higher than that of the exciter at 400 K. The above information and the exciter will show the possibility of realization by using the light.

项目成果

InGaN系量子井戸構造における励起子レート方程式モデルによる内部量子効率の解析

利用激子速率方程模型分析InGaN量子阱结构中的内量子效率

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiromi Tanaka;Yi Li;Yoonhyuck Choi;Dongkeun Park;Wooseung Lee;Hideki Tanaka;Juan Bascunan;and Yukikazu Iwasa;久保僚太朗，永安悠人，牛見友祐，室谷英彰，山田陽一
• 通讯作者: 久保僚太朗，永安悠人，牛見友祐，室谷英彰，山田陽一

Extremely high internal quantum efficiency of AlGaN-based quantum wells on face-to-face annealed sputter-deposited AlN templates

面对面退火溅射沉积 AlN 模板上基于 AlGaN 的量子阱具有极高的内量子效率

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac3802
• 发表时间: 2021
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Murotani Hideaki;Fujii Atsushi;Oshimura Ryota;Kusaba Takafumi;Uesugi Kenjiro;Miyake Hideto;Yamada Yoichi
• 通讯作者: Yamada Yoichi

230 nm発光AlGaN量子井戸構造における偏光特性の温度依存性

230 nm 发射 AlGaN 量子阱结构中偏振特性的温度依赖性

• 发表时间: 2023
• 作者: 姫野邦夫;稲井滉介;谷海智;林拓誠;室谷英彰;倉井聡;岡田成仁;上杉謙次郎;三宅秀人;山田陽一
• 通讯作者: 山田陽一

緑色InGaN 量子井戸構造における内部量子効率の励起波長依存性

绿色 InGaN 量子阱结构中内量子效率的激发波长依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 服部竜吾;中津留圭吾;姫野邦夫;室谷英彰;倉井聡;岡田成仁;矢野良樹;小関修一;朴冠錫;山田陽一
• 通讯作者: 山田陽一

異なるAlNテンプレート上AlGaN量子井戸構造の内部量子効率

不同AlN模板上AlGaN量子阱结构的内量子效率

• 发表时间: 2021
• 作者: 檜山 日和;河村 希典;尾内茂徳，小山真司;押村遼太，稲井滉介，草場崇史，藤井厚志，倉井聡，岡田成仁，室谷英彰，上杉謙次郎，三宅秀人，山田陽一
• 通讯作者: 押村遼太，稲井滉介，草場崇史，藤井厚志，倉井聡，岡田成仁，室谷英彰，上杉謙次郎，三宅秀人，山田陽一