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

基本信息

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

项目摘要

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。

通过评估RF-MBE方法增长的杂质的Gaasn，我们获得了以下三个研究结果。（1）使用去年提出的方法测量了GAASN中电子的有效质量的氮组成依赖性，以评估使用光致发光（PL）特性的电子质量。与GAAS相比，GAASN中电子的有效质量更大，这增加了GAASN中激子的结合能量。因此，通过利用激子吸收，可以预期高效的太阳能电池。将来，我们计划评估GAASN中激子与光电传统特性之间的关系。（2）通过执行时间分辨PL测量值测量具有不同的杂质浓度的GAASN载体的寿命。停止光激发后，PL发射强度降低。在这个阻尼过程中有两个时间常数。长时间的恒定值是恒定的，独立于浓度或测量温度，被认为是与GAASN中局部水平相关的发射。此外，由于在时间分辨的PL中未观察到S形特征，因此认为局部水平的浓度受到限制。从上面可以看出，在高度浓缩的Gaasn中，由于带间跨过渡的载体寿命缩短，S形特性消失了。（3）测量了用于杂质的GAASN的X射线往复式晶格映射。结果，据揭示了通过与杂质掺杂的C轴方向上GAASN的波动。这样做的原因是，杂质和氮原子的结合减少了晶格之间存在的氮原子的数量。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

Electrical properties of heavily Si-doped GaAsN after annealing

DOI：
10.1016/j.physb.2021.413482
发表时间：
2022-01
期刊：
Physica B-condensed Matter
影响因子：
2.8
作者：
Takashi Tsukasaki;Naoki Mochida;M. Fujita;T. Makimoto
通讯作者：
Takashi Tsukasaki;Naoki Mochida;M. Fujita;T. Makimoto

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牧本俊樹其他文献

Efficacy of energy functionals for ab initio calculations of strained BaTiO3 examined by GL theory

通过 GL 理论检验能量泛函对应变 BaTiO3 从头算的有效性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
Ferro2018 Extended abstract
影响因子：
0
作者：
山崎隆弘;畑泰希;山根悠介;関根佳明;前田文彦;日比野浩樹;藤田実樹;牧本俊樹;Y. Watanabe;Y. Watanabe;Y. Watanabe;Y. Watanabe
通讯作者：
Y. Watanabe