高品質GaAsN系超格子の成長と励起子に関する研究

高质量GaAsN超晶格的生长和激子研究

• 批准号: 19K05295
• 负责人: 牧本 俊樹
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05295/
• 关键词: GaAsN; MBE; PL; エキシトン; 光伝導特性; 有効質量; バンドギャップエネルギー; S-shape特性; 局在準位; Nクラスター; 電気伝導特性; 結晶成長; 励起子; 光学特性

RF-MBE法で成長した不純物をドーピングしたGaAsNを評価することにより、以下に示す3点の研究成果を得た。(1) 昨年度に提案したフォトルミネッセンス(PL)特性を用いた電子の有効質量を評価する方法を用いて、GaAsN中の電子の有効質量の窒素組成依存性を測定した。GaAsに比べて、GaAsNにおける電子の有効質量が大きいので、GaAsN中の励起子の束縛エネルギーが高くなる。したがって、励起子吸収を利用することにより、効率の高い太陽電池が期待できる。今後は、GaAsN中の励起子と光伝導特性の関連性を評価する予定である。(2) 時間分解PL測定を行うことにより、Be不純物濃度を変化させたGaAsN中のキャリアの寿命を測定した。光励起を停止した後にはPL発光強度が減衰する。この減衰過程には、2つの時定数が存在した。長い時定数の値は、Be濃度や測定温度に依存せずに一定であったので、GaAsN中の局在準位に関連する発光であるものと考えられる。また、時間分解PLでは、S-shape特性が観測されなかったので、局在準位の濃度は限られているものと考えられる。以上のことから、Beを高濃度にドーピングしたGaAsNでは、バンド間遷移のキャリアの寿命が短くなったために、S-shape特性が消失したものと考えられる。(3) 不純物をドーピングしたGaAsNに対するX線逆格子マッピングを測定した。その結果、不純物をドーピングすることにより、GaAsNのc軸方向の揺らぎが減少することを明らかにした。その理由として、不純物と窒素原子が結合することにより、格子間に存在する窒素原子が減少したことが考えられる。

The RF-MBE method has been used to evaluate impurities in the growth of GaAsN, and the following three points are shown in the research results. (1) Comments on the characteristics and effective quality of last year's proposal for the new year's Proposal Tools (PL) The 価する method is used to measure the composition dependence of the effective mass of electrons in GaAsN. The effective mass of GaAsN is large, the effective mass of GaAsN is large, and the constraint of GaAsN medium is high.したがって, することにより, and the efficiency of solar cells is expected to be high. From now on, the evaluation of the correlation between the driver and photoconducting characteristics of GaAsN will be determined. (2) Time-decomposed PL measurement is carried out, and Be impurity concentration is changed and the life span of GaAsN is measured. When the light excitation starts and stops, the light intensity decreases. The attenuation process of この does not exist, and the 2 つの time constant does not exist. The long-term fixed number and the dependence of the measured temperature on the Be concentration are certain and the GaAsN medium is in the correct position.また, time decomposition PL では, S-shape characteristics が観measurement されなかったので, local level のconcentration はlimit られているものとtest えられる. The above high-concentration GaAsN では and バンド transfer between The life span of the ャリアの is short and the S-shape characteristics are gone. (3) Impurities are measured using GaAsN inverse lattice X-ray inverse lattice testing.その result, impurities をドーピングすることにより, GaAsN の揺らぎがreduce することを明らかにした. The reasons for the absence of impurities, the combination of impurities with atoms, the existence of atoms in the grid, and the reduction of atoms in the grid.

项目成果

高濃度BeドープGaAsNのフォトルミネッセンス特性

重Be掺杂GaAsN的光致发光特性

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤本 卓雅;塚崎 貴司;椎野 直樹;藤田 実樹;牧本 俊樹
• 通讯作者: 牧本 俊樹

RF-MBE法で成長したGaAsNにおけるEgのN組成依存性

通过 RF-MBE 方法生长的 GaAsN 中 Eg 对 N 成分的依赖性

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤森 郁男;塚崎 貴司;藤田 実樹;牧本 俊樹
• 通讯作者: 牧本 俊樹

フォトルミネッセンス特性を用いたSiドープGaAsNにおける有効質量の評価

利用光致发光特性评估硅掺杂 GaAsN 的有效质量

• 发表时间: 2022
• 作者: 南奈津;塚崎貴司;藤田実樹;牧本俊樹
• 通讯作者: 牧本俊樹

X線逆格子マッピングによる不純物ドープGaAsNの評価

通过 X 射线倒数映射评估掺杂 GaAsN

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上洸;角田拓優;塚崎貴司;藤田実樹;牧本俊樹
• 通讯作者: 牧本俊樹

光伝導測定によるSi-GaAsNの評価

通过光电导测量评估 Si-GaAsN

• 发表时间: 2021
• 作者: 山田唯人;塚崎貴司;清水光一郎;牧本俊樹
• 通讯作者: 牧本俊樹