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磁場下偏光反射・偏光フォトルミネッセンス測定によるAlNの励起子状態の解明

通过磁场下的偏振光反射和偏振光致发光测量阐明 AlN 的激子态

基本信息

批准号：
26886007
负责人：
石井良太
金额：
$ 0.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-08-29 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現在，窒化アルミニウム(AlN) の励起子状態に強く関わる電子正孔交換相互作用について，2 つのグループ(一方は我々)から正反対の解釈が提唱されており，AlN の励起子状態に関する統一見解が得られていない．AlN の励起子状態の正確な理解は，歪みや低次元量子効果による振動子強度エンジニアリングを可能とし，紫外発光ダイオードの高効率化や，未だ実現されていない深紫外レーザダイオードの作製に向けて重要な知見を与える．そこで本研究の目的を，低温強磁場下における偏光反射・偏光フォトルミネッセンス測定を行うことにより，AlNの励起子状態を完全に解明することと設定した．本年度は，まず低温強磁場下における深紫外分光測定系の構築を行った．具体的には，現有している15 Tまで磁場を印加できるクライオスタットに対して，ArFエキシマレーザ(193 nm)を導入できる励起光学系およびAlNの励起子発光(205 nm)を観測できる検出光学系の構築・設計を行った．He-Neレーザを用いて光学系の最適化を行い，He-Neレーザを分光器付属のCCDで検出できる状態よう光学調整に取り組んだ．また，本研究助成で特注の深紫外1/4波長板を購入し，上記光学測定系への組込みを図った．以上により，AlNに対して低温強磁場下における偏光反射・偏光フォトルミネッセンス測定を行う準備が整った．並列して，AlNのc軸(結晶主軸)に磁場を平行に印加したときの励起子ハミルトニアンを不変量の理論を用いて構築し，実験結果の予測を行った．これにより，実験結果を理論的に考察可能となった．

Now, the excitation state of AlN is strongly related to the electron positive-hole exchange interaction. 2. The solution of positive and negative pairs is proposed. The unified view of the excitation state of AlN is obtained. The correct understanding of the excitation state of AlN is possible. The high efficiency of ultraviolet radiation has not yet been realized. It is important to know how to control the deep ultraviolet radiation. The purpose of this study is to determine the polarization reflection and polarization of AlN under low temperature and high magnetic field, and to determine the excitation state of AlN completely. This year, the construction of a system for deep ultraviolet spectrophotometry at low temperatures and strong magnetic fields was carried out. Specifically, the existing magnetic field of 15 T is introduced into the optical system of ArF (193 nm), and the excitation light of AlN (205 nm) is introduced into the optical system of He-Ne. The optical system of He-Ne is optimized for use. The optical system of He-Ne is optimized for CCD detection. In addition, the deep ultraviolet 1/4-wavelength plate specially designed for this research has been purchased, and the components of the above optical measurement system have been fully realized. In this regard, AlN is prepared for the measurement of polarized light reflection and polarized light under low temperature and strong magnetic field. Parallel to AlN c-axis (crystal axis), magnetic field is parallel to each other. The result of the investigation is that the theory of the possible.