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MOCVD法によるIII族窒化物半導体ナノ構造形成と単一光子発生器の実現

MOCVD法III族氮化物半导体纳米结构的形成及单光子发生器的实现

基本信息

批准号：
10J09067
负责人：
崔 [ギ]鉉 (2012)
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

窒化ガリウム(GaN)で代表されるIII族窒化物半導体は、青紫色や深紫外域の発光デバイスのみならず高温動作が可能な単一光子発生源用材料としても注目されている。本研究では、高品質な結晶成長が可能である、位置制御した窒化物半導体ナノワイヤとその内部に挿入されるGaN量子ドットの結晶成長技術の開発に取り組んできた。これまで、AlGaNを障壁層とする高品質ナノワイヤ内GaN量子ドットから、52meVに及ぶ巨大な束縛エネルギーをもつ励起子分子からの発光を観測している。今年度に得られた結果は大きく3つが挙げられる。ナノワイヤ内GaN量子ドットのMOCVD選択成長では(1)量子ドットの形成における各種成長条件の依存性を詳細に調べた。たとえば量子ドットの成長後、適切な成長中断条件を設けることによって単一のGaN量子ドットがナノワイヤ中に形成できることなどがわかった。これらはMOCVD選択成長法を用いた単一GaNナノワイヤ量子ドットの形成に非常に重要な技術であると考えられる。また、単一ナノワイヤ量子ドットを用いたフォトルミネッセンス(PL)の温度依存性を調べることにより(2)室温における発光を観測した。PL積分強度のアレニウスプロットで見積もられた活性化エネルギーは約350血eVと非常に大きく、ドットの第一準位とAIGaN障壁層のエネルギー差に相当するものであると考えられる。これは位置制御ナノワイヤ内GaN量子ドットドット中にキャリアが強く閉じ込められていることを示唆する結果である。単一量子ドットからの室温PL発光は、III-V族半導体量子ドットを用いたこれまでの報告でも数少なく、今後高温動作が可能な量子ドットベースの光源(たとえば単一光子源など)への応用が期待できる。さらに光子相関法による単一光子発生検証実験を行った。単一光子の特徴である、時間延長0での強度相関関数の低下(光子のアンチバンチング)が確認された。しかし単一光子源を証明する明瞭な値ではなかったため、今後その原因究明とそれらを意識した構造のさらなる最適化が必要である。

GaN (GaN) represents the GaN Group III semiconductor, which is in the deep ultraviolet range. The high-temperature action of the light is possible and the material used for generating photons is the focus of attention. This research makes it possible to grow high-quality crystals and use position-controlled sulfide semiconductors. The internal GaN quantum crystal growth technology of GaN is inserted into the internal structure of the GaN crystal growth technology.これまで, AlGaN を barrier layer とするHigh quality ナノワイヤ inner GaN quantum ドットから, 5 2meVに和ぶHUGEなbindingエネルギーをもつstimulus starter molecule からの発光を観measurementしている. This year's results are as follows: は大きく3つが挙げられる.ナノワイヤGaN quantum ドットのMOCVD selection 択Growth では (1) Quantum ドットの formation におけるDependence on various growth conditions をDetailed adjustment べた. After the growth of たとえばquantum ドットの, the appropriate なgrowth interruption condition けることによって嘘一GaN quantum ドットがナノワイヤ中に Formation できることなどがわかった. It is a very important technology to use GaN nanoparticles to form the MOCVD growth method. It is a very important technology.また、単一ナノワイヤquantum ドットを用いたフォトルミネッセンス(PL )のTemperature dependence べることにより (2) Room temperature における発光を観measurement した. PL integrated intensity のアレニウスプロットで见 accumulate もられたactivation エネルギーは is about 350 blood eV and is very largeきく、ドットのThe first level of AIGaN barrier layer is the same as the AIGaN barrier layer.これは Position Control ナノワイヤ GaN Quantum ドットドット中にキャリアが强く开じ込められていることをshow instigation するRESULTS である. A small number of reports are available for single quantum dots and room-temperature PL beams and III-V semiconductor quantum dots. No, we are looking forward to the possibility of high-temperature operation in the future. The photon correlation method is based on the photon correlation method. Single photon's special feature, time extension 0, and intensity-related low number (photon's のアンチバンチング) is confirmed.しかし Single photon source をprove する clarification The reason is clear that it is necessary to optimize the structure of consciousness and structure.