窒化物光デバイスの高効率化に向けた光電子・発光融合分光分析の創製

创建光电/发光组合光谱以提高氮化物光学器件的效率

基本信息

  • 批准号:
    22K14614
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、次世代光デバイス用材料として注目されている窒化物半導体に対して、従来から行われてきた発光分光分析に加えて、励起状態に対する紫外光電子分光分析を融合した新奇評価手法を開拓し、キャリアダイナミクス制御にむけた指針を得ることを目的としている。今年度は、フェムト秒レーザをポンプ・プローブ光に用いた時間分解二光子光電子分光測定系(Tr-2PPE)を構築し、InGaN/GaN 量子井戸(QW)に励起された電子の緩和過程を、バンド端発光を得ることなく検出することを試みた。井戸層のIn組成が25%、井戸幅2~6 nmのQWに対して室温下で測定を行った。いずれの試料も室温では非輻射再結合が支配的であり、とくに井戸幅6 nmの試料では室温下でバンド端発光が殆ど得られないことを確認した。励起光源となるポンプ光としてTi:Sappレーザの第二高調波(波長400 nm)を用い、第三高調波(波長267 nm)を光電子放出のためのプローブ光として試料に照射した。各パルスの光路差を制御することで高い時間分解能を有するTr-2PPE系を構築した。試料に対してTr-2PPE測定を行った結果、励起電子が時間と共に再結合過程により減少することを確認した。励起電子の緩和はシングルexponential型を呈しており、見積もられた緩和寿命は井戸幅2 nmのQWで120 ps、井戸幅6 nmのQWで40 psであった。一般にInGaN QWの輻射再結合寿命はnsオーダー以上の値であることから、見積もられた緩和寿命は非輻射再結合寿命の影響を支配的に受けたものであるとが裏付けられた。これらの結果から、バンド端発光を伴わない遷移過程が支配的な試料であっても、Tr-2PPE測定により緩和寿命測定が可能であることが明らかになった。また、窒化物半導体の発光素子作製についても別途順調に研究が進行した。
In this study, the materials for next generation photoelectron spectroscopy were studied, and the new evaluation methods were developed, and the new evaluation methods were developed. This year, the InGaN/GaN quantum well (QW) was constructed by using a time-resolved two-photon photoelectron spectroscopy (Tr-2PPE) system. The In composition of the well layer is 25%, and the QW of the well width is 2~6 nm. The sample at room temperature is dominated by non-radiative recombination, and the sample at room temperature is dominated by non-radiative recombination. The excitation light source emits light of the second and third high wavelength (400 nm and 267 nm, respectively). The Tr-2PPE system is constructed by controlling the optical path difference of each component. The results of the Tr-2PPE determination of the sample were confirmed by the electron excitation time and recombination process. The relaxation time of excitation electrons is 120 ps at 2 nm and 40 ps at 6 nm. Generally, the radiative recombination lifetime of InGaN QW is controlled by the value of the product. The results of this study indicate that the migration process is dominated by the sample, Tr-2PPE determination and mitigation life determination. The research on the process of light emission in semiconductor is carried out.

项目成果

期刊论文数量(58)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tb添加AlxGa1-xNを活性層に用いた発光ダイオードの発光特性と電気的特性の評価
有源层中使用 Tb 掺杂 AlxGa1-xN 的发光二极管的发光特性和电特性评估
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山崎舜介;市川修平;岩谷孟学;舘林潤;藤原康文
  • 通讯作者:
    藤原康文
導電性HfO2/TiO2 DBRを用いた垂直共振器型Eu添加GaN赤色発光ダイオードの動作実証
使用导电 HfO2/TiO2 DBR 的垂直腔型 Eu 掺杂 GaN 红色发光二极管的操作演示
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    一宮亘;市川修平;小林周平;舘林潤;藤原康文
  • 通讯作者:
    藤原康文
高温アニール処理を施したEu,O共添加GaNの光励起・電流注入下における発光特性
高温退火处理的Eu,O共掺GaN在光激发和电流注入下的发光特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岩谷孟学;市川修平;Dolf Timmerman;Volkmar Dierolf;Hayley Austin;Brandon Mitchell;舘林潤;藤原康文
  • 通讯作者:
    藤原康文
ナノピラー型メタ表面を用いた円偏光InGaN発光素子の設計
使用纳米柱型超表面的圆偏振InGaN发光器件的设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    鈴木 恭平;村田 雄生;市川 修平;戸田 晋太郎;毎田 修;小島 一信
  • 通讯作者:
    小島 一信
Eu添加GaN表面平坦化層導入による微傾斜(0001) InGaN量子井戸発光の均一性向上
通过引入Eu掺杂的GaN表面平坦化层来提高稍微倾斜的(0001) InGaN量子阱的发光均匀性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大和玲雄;市川修平;竹尾敦志;館林潤;藤原康文
  • 通讯作者:
    藤原康文
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市川 修平其他文献

ロータ耐故障性に優れた2Y-Yaw-Twisted Hexrotorの提案
具有优异转子容错能力的2Y-Yaw-Twisted Hexrotor的提出
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    市川 修平;藤原 康文;保田 英洋;持田峻佑,松田錬磨,伊吹竜也,三平満司
  • 通讯作者:
    持田峻佑,松田錬磨,伊吹竜也,三平満司
2層極性反転AlN横型擬似位相整合チャネル導波路による遠紫外第二高調波発生
使用双层极性反转 AlN 横向准相位匹配通道波导产生远紫外二次谐波
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    本田 啓人;正直 花奈子;上杉 謙次郎;三宅 秀人;市川 修平;舘林 潤;藤原 康文;芹田 和則;村上 博成;斗内 政吉;上向井 正裕;谷川 智之;片山 竜二
  • 通讯作者:
    片山 竜二
高効率深紫外発光素子の実現にむけたAlGaN 系半導体における非輻射再結合経路の同定
识别 AlGaN 基半导体中的非辐射复合路径,以实现高效深紫外发光器件
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    市川 修平;船戸 充;岩崎 洋介;川上 養一
  • 通讯作者:
    川上 養一
AlGaN/AlN量子井戸の臨界膜厚と再結合寿命の変化
AlGaN/AlN量子阱临界厚度和复合寿命的变化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    市川 修平;岩田 佳也;船戸 充;川上 養一
  • 通讯作者:
    川上 養一
微傾斜(0001)サファイア基板上に作製したAlGaN量子細線構造における輻射再結合過程の増強
微倾斜 (0001) 蓝宝石衬底上制造的 AlGaN 量子线结构中辐射复合过程的增强
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    早川 峰洋;林 佑樹;市川 修平;船戸 充;川上 養一
  • 通讯作者:
    川上 養一

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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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  • 资助金额:
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    05F05120
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    2005
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
固液界面フェムト秒時間分解光電子分光
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  • 批准号:
    15033253
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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  • 批准号:
    14050074
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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知道了