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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：
市川修平
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Osaka University
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 used in the next-generation photovoltaic system pay close attention to the asphyxiating materials of the asphyxiating material, the semi-asphyxiated material, the optical spectroscopic analysis, the UV spectroscopic analysis, the fusion of novel techniques, the development of novel techniques, and the development of the control system. This year, the two-photon photoelectron spectrophotometry (Tr-2PPE) system was decomposed in time. InGaN/GaN Quantum well (QW) was used to stimulate the performance and process of photovoltaics. The In composition of the well is 25%, and the amplitude of the well is 2. 6 nm. The temperature of the QW is measured at room temperature. At room temperature, the temperature is not affected by radiation and then combined with the control of the temperature, the width of the well is 6 nm, and the temperature at room temperature is completely light. the temperature is very high. When the light source is excited, the second high wave (400 nm) and the third high wave (267 nm) are used to illuminate the second and third high wave (nm). Each system of optical path difference control system high-temperature time decomposition can be affected by the Tr-2PPE system. Check the Tr-2PPE test results, activate the battery time, and then use the process to verify the results of the test. The amplitude of the excitation engine and engine engine is 2 nm QW 120 ps, and the amplitude of the well is 6 nm QW 40 ps cycle. In general, the life span of InGaN QW radiation recombination is higher than that of ns recombination life. it is affected by the influence of non-radiation recombination life. The results of the test results, the light at the end of the device, the temperature of the device, the Tr-2PPE test, and the life test may affect the performance of the device. The asphyxiated semipermethrin and asphyxiated semipermethrin were used to carry out the study in other ways.