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窒化物半導体の電子状態の解明と制御:歪工学による新機能光デバイス実現に向けて

氮化物半导体中电子态的阐明和控制：通过应变工程实现新型功能光学器件

基本信息

批准号：
11J00290
负责人：
石井良太
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,窒化アルミニウムにおける全ての励起子変形ポテンシャルの同定,窒化アルミニウムの励起子微細構造の解明,紫外高効率発光に向けた新規デバイス構造の提案を行った.以下ではそれぞれについて具体的に記す.まず,前年度に調達した無極性面および半極性面窒化アルミニウム基板に対して,一軸性応力下における偏光反射測定を行った.深紫外分光特有の問題である信号強度の著しい低下を防ぐために,高輝度白色光源の使用,光学系の最適化,光路の窒素充填などを行った.その結果,それぞれの励起子の明瞭な応力依存性を観測することに成功した。実験結果をウルツ鉱構造の励起子有効ハミルトニアンで解析することにより,窒化アルミニウムにおける全ての励起子変形ポテンシャルを同定した.異方性励起子変形ポテンシャルとせん断励起子変形ポテンシャルの報告値はこれまでに存在せず,世界初の成果である.続いて,有機金属気相成長法によって作製したc面窒化アルミニウムホモエピタキシャル薄膜の発光特性を詳細に調べた.極低温においてフォトルミネッセンス測定を行うと,極めて鋭い複数の発光線が観測された.重要なこととして,偏光を考慮したフォトルミネッセンス測定を極低温から室温まで温度を変化させながら測定することにより,従来束縛励起子と同定されていた発光線は自由励起子に起因していることを明らかにした.この実験結果を群論と不変量の理論を用いて解析することにより,窒化アルミニウムにおける励起子微細構造を明らかにし,窒化アルミニウムにおける電子正孔交換相互作用定数は正であることを見出した.最後に,精密に同定した励起子変形ポテンシャルを用いて,紫外高効率発光に向けた新規デバイス構造の提案を行った.具体的には,窒化アルミニウムガリウムのダブルヘテロ構造および歪み量子井戸構造を作製した場合の,禁制帯幅,偏光度,有効質量などを種々の面方位に対して包括的に理論計算を行った.

This year's アルミニウムにおける全ての力変shaped ポテンシャルのWith the same determination, the explanation of the microstructure of the sterilized アルミニウムのenergizer and the direction of ultraviolet high-efficiency irradiationけた新码デバイスstructural proposalを行った.The following ではそれぞれについて is specific The に记す.まず, the previous year's に动达した无polar noodles およびsemi-polar noodles choked アルミニウムSubstrate に対して, uniaxial force polarized light reflection measurement を row った. Problems unique to deep ultraviolet spectroscopy である signal intensity is reduced を prevention ぐために, high brightness The use of the white light source, the optimization of the optical system, the suffocation of the light path, the filling of the optical path, the result, the determination of the dependence of the power, and the success of the test.実験RESULTSをウルツ鉱structuralのmotivationaldrivereffectiveハミルトニアンでanalyticsすることにより, the suffocation of the アルミニウムにおける全ての force starter 変shaped ポテンシャルを同定した.different Square nature force screwdriver 変shaped ポテンシャルとせんbreak energized screwdriver 変shaped ポテンシャルの report 値はこThe existence of れまでにせず, the first achievement of the world である.続いて, the organic metal 気 phase growth method によっDetails of the optical characteristics of the したc-surface laminated アルミニウムホモエピタキシャル film produced by Very low temperature においてフォトルミネッセンスdetermination を行うと, extremely low めて鋭い Complex The number of light rays is measured and measured. It is important to consider the polarized light.ッセンスmeasurementをextremely low temperatureからroom temperatureまでtemperatureを変化させながらmeasurementすることにより, the binding force screwdriver is the same as the fixed oneを明らかにした.この実験RESULTSをGroup theoryと无剉quantityのtheoryをanalyticsいてすることにより, choke the アルミニウムにおける the fine structure of the screwdriver を明らかにし, choke the アルFinallyに, precise and precise screwdriver type ポテンシャルを use いて, ultraviolet high-efficiency 発光にdirectionalけた新码デバイスstructural proposalを行った. Specific には, suffocation アルミニウムガリウムのダブルヘテロstructuralおよびawみquantumwelldostructuralをproducedしたoccasionの,restricted width , polarization, effective mass and surface orientation, including theoretical calculations.