Development of site-selective doping of rare-earth into nitride semiconductor

氮化物半导体稀土位点选择性掺杂研究进展

• 批准号: 23760281
• 负责人: SEKIGUCHI Hiroto
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760281/
• 关键词: 希土類添加半導体; 窒化物半導体; ユーロピウム; 希土類元素

Eu doped nitride semiconductor is a hopeful material for realizing a novel device with unique features, such as narrow spectra, and no temperature dependence of emission wavelength. However, not all Eu ions incorporated in GaN host are optically active, resulting in reduction of emission efficiency. This is due to that the local crystal structure around Eu ion strongly affects energy transfer and luminous efficiency. In this study, we found Mg codoping technology and succeeded to improve emission efficiency by controlling optical site. For PL measurement, three strong peaks corresponded to ^5D_0-^7F_2 transitions were observed. With increasing Mg concentration, the dominant peak wavelength changed from 622.3 to 620.3 nm. The PL integrated intensity of the sample with optimal Mg concentration was 20 times higher than that of the sample without Mg co-doping. For the optimal sample, the luminous efficiency was estimated to be 77%. These results indicated that Mg co-doping could control the optical sites in GaN and led to suppress the non-radiative component from 5D0 level.

掺Eu氮化物半导体材料具有光谱窄、发射波长不受温度影响等特点，是实现新型器件的理想材料。然而，并不是所有掺入GaN的Eu离子都是光学活性的，导致发射效率降低。这是因为Eu离子周围的局域晶体结构强烈地影响着能量传递和发光效率。在本研究中，我们发现了镁离子共掺杂技术，并成功地通过控制光位来提高发射效率。在光致发光测量中，观察到了三个对应于^5D0-^7F2跃迁的强峰。随着镁浓度的增加，主峰波长从622.3 nm变化到620.3 nm。具有最佳镁掺杂浓度的样品的光致发光积分强度是未掺镁样品的20倍。对于最佳样品，其发光效率估计为77%。这些结果表明，镁共掺杂可以控制GaN中的光学位置，并导致从5D0能级抑制非辐射成分。

项目成果

Mg共添加GaN:Euによる赤色域での高効率発光

Mg 共掺杂 GaN:Eu 在红色区域实现高效发光

• 发表时间: 2012
• 作者: 関口寛人;高木康文;大谷龍輝;岡田浩;若原昭浩
• 通讯作者: 若原昭浩

Mg共添加GaN:Euを活性層としたLEDの発光出力向上

使用Mg共掺杂GaN:Eu作为有源层提高LED发光输出

• 发表时间: 2013
• 作者: 松村亮太;大谷龍輝;関口寛人;高木康文;岡田浩;若原昭浩
• 通讯作者: 若原昭浩

Mg共添加GaN:Euを活性層とした赤色発光ダイオードの作製

镁共掺GaN:Eu有源层红色发光二极管的制备

• 发表时间: 2012
• 作者: 大谷龍輝;関口寛人;高木康文;岡田浩;若原昭浩
• 通讯作者: 若原昭浩

Red Light-Emitting Diodes with Site Selective GaN:Eu Active Layer

具有位点选择性 GaN:Eu 有源层的红色发光二极管

• 发表时间: 2013
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Hiroto Sekiguchi;Yasufumi Takagi;Tatsuki Otani;Ryota Matsumura;Hiroshi Okada;and Akihiro Wakahara
• 通讯作者: and Akihiro Wakahara

NH_3-MBE法によるGaN:Eu LEDの発光特性

NH_3-MBE法GaN:Eu LED的发光特性

• 发表时间: 2012
• 作者: 大谷龍輝;松村亮太;関口寛人;高木康文;岡田浩;若原昭浩
• 通讯作者: 若原昭浩