新規窒化物半導体共振器構造による光制御に関する研究

新型氮化物半导体谐振器结构光控制研究

基本信息

批准号：
13J10877
负责人：
正直花奈子
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き新規の面方位であるN極性(000-1)（-c面）InGaNの発光素子開発を進めた。まず、前年に作製した-c面InGaN 発光ダイオード（LED）の微視的な構造・光学特性を測定し、その結果を基に、素子特性の改善を試みた。結果として、前年度に他機関に先駆けて発表した可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN LEDにおいて、自己形成量子ドット的な発光中心からの狭線幅励起子分子発光を発見、その特異な発光機構を明らかにした。この狭線幅発光は、高スペクトル純度な量子光源として期待される。また、素子特性の向上を目的として-c面p型GaNの品質向上を行った。この結果、原料供給Mg/Ga比、原料供給V/III比、成長温度を最適化することで、正孔濃度を向上させることができることを明らかにした。加えて、InGaN/GaN量子井戸構造の組成および膜厚均一性を向上させるための下地GaN層の平坦化も行った。基板の微傾斜角の方向を90度変化させることでステップバンチングが抑制し、-c面GaNの表面平坦化ができることを示した。この際の表面の原子ステップの形状はステップ端の形成エネルギーで説明することができる。この平坦な-c面GaNテンプレート上に成長したInGaN/GaN量子井戸構造の微視的構造・光学特性を調べた。結果、微視的構造の均一性が向上していることが放射光施設でのマイクロビームX線回折測定より明らかになった。また、光学特性としてフォトルミネッセンス測定より発光スペクトルの半値全幅が狭くなっており光学的な均一性が向上していることが示唆された。以上は、可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN発光素子の高品質化に有用な知見である。

从去年开始，我们一直在开发针对新平面方向的N极（000-1）（-c平面）Ingan的发光元件。首先，我们测量了前一年制造的-c平面INGAN发光二极管（LED）的显微镜结构和光学性能，并试图根据结果改善设备特性。结果，我们发现了-c平面Ingan LED中的自我形成量子点的发光中心发射狭窄的线宽激子分子发射，该中心在上一年宣布了整个可见波长的光线，并揭示了其独特的发光机制。这种狭窄的线宽发射预计是具有高光谱纯度的量子光源。此外，为了提高设备特性，提高了-c平面P型GAN的质量。结果，可以通过优化原材料供应，V/III比和生长温度的Mg/GA比来提高孔浓度。此外，还将基础gan层平面化以改善Ingan/Gan量子井结构的组成和均匀性。通过将底物倾斜角的方向更改为90度，抑制了步骤束，并且可以实现-c平面GAN的表面平面化。此时的原子步骤的形状可以通过台阶边缘的地层能来解释。研究了该平面平面GAN模板上生长的Ingan/GAN量子井结构的显微镜结构和光学性质。结果，在同步加速器辐射设施上的微束X射线衍射测量结果表明，显微镜结构的均匀性已得到改善。此外，作为光学特性，发射光谱的一半最大宽度的全宽度比光致发光测量值窄，这表明光学均匀性得到了改善。以上是改善-c平面INGAN发光设备的质量的有用发现，该设备在整个可见波长范围内发出光。

项目成果

期刊论文数量（77）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fabrication of InGaN/GaN Nanodisk Structure by using Bio-template and Neutral Beam Etching Process

采用生物模板和中性束刻蚀工艺制备InGaN/GaN纳米盘结构

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. C. Lai;A. Higo;C. Lee;C. Thomas;T. Tanikawa;K. Shojiki;S. Kuboya;R. Katayama;T. Kiba;P. Yu;I. Yamashita;A. Murayama;and S. Samukawa
通讯作者：
and S. Samukawa

N極性(000-1)窒化物半導体混晶InGaNの結晶成長表面と発光素子応用

N极(000-1)氮化物半导体混晶InGaN晶体生长面及发光器件应用

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
正直花奈子，高宮健吾，谷川智之;花田貴，野々田亮平，窪谷茂幸，秋山英文，矢口裕之，片山竜二，松岡隆志
通讯作者：
花田貴，野々田亮平，窪谷茂幸，秋山英文，矢口裕之，片山竜二，松岡隆志

サファイア基板上MOVPE成長N極性(000-1)InGaNを用いた赤・緑・青色発光ダイオードの作製

使用 MOVPE 在蓝宝石衬底上生长 N 极 (000-1) InGaN 制造红、绿、蓝发光二极管

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
正直花奈子;崔正焄;谷川智之;窪谷茂幸;花田貴;片山竜二;松岡隆志
通讯作者：
松岡隆志

Effects of V/III source ratio on the hole concentration of N-polar (000-1) p-type GaN growtn by MOVPE

V/III源比对MOVPE生长N极(000-1)p型GaN空穴浓度的影响

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Nonoda;K. Shojiki;T. Tanikawa;S. Kuboya;R. Katayama;and T. Matsuoka
通讯作者：
and T. Matsuoka

ヒロック形成にともなうm面InGaN薄膜のIn組成分布観察

m面InGaN薄膜中由于小丘形成而引起的In成分分布的观察

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
正直花奈子;花田貴;崔正焄;島田貴章;今井康彦;木村滋;谷川智之;片山竜二;松岡隆志
通讯作者：
松岡隆志

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2019
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通讯作者：
江川勇斗

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0
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三宅秀人

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通讯作者：
Ryo Tanabe，Naoki Yokoyama，Masahiro Uemukai，Tomoyuki Tanikawa and Ryuji Katayama