ＩｎＧａＮ系長波長発光デバイスの作製と励起子局在現象に基づく光物性制御

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本研究では、InGaN系可視発光デバイスにおける可視長波長発光域における発光効率の向上を目指し、ScAlMgO4基板上へのInGaNエピタキシャル膜のMOVPE成長に取り組んだ．格子整合した低温InGaNバッファ層の導入により膜の均一性を向上させることで，ほぼ無歪の格子整合In0.17Ga0.83N単層膜の作製できていることをXRDによって評価している．今年度は，この成果を基にInGaNエピタキシャル層の成長方向のIn組成揺らぎを評価し，組成引き込み効果，すなわち結晶成長温度などの条件を少し変動させても格子整合のIn組成にピニングされる現象を発見している（論文投稿予定）．さらに，得られたMOVPE成長条件を基にして，格子整合In0.17Ga0.83N単層膜上にIn0.17Ga0.83N/ InxGa1-xN/ In0.17Ga0.83N (x > 0.17)系QWを作製し，上記構造から赤色フォトルミネッセンスを観測することに成功している．さらに，その内部量子効率はサファイア基板上GaNをベースに作成された従来の構造と比較して十倍以上高いことを明らかにした．また、QWの成長温度を変化させることで発光波長の制御にも成功しており，温度を下げることで680nmの発光を得ることに成功した．この成果は，ScAlMgO基板を用いることで青，緑，赤色の可視全域をカバーするだけでなく赤外発光のInGaN系LEDが実現できる可能性を示すものである．（発表および論文投稿予定）