非極性面InGaN量子井戸構造における電子状態とキャリアダイナミクスに関する研究

非极性InGaN量子阱结构电子态和载流子动力学研究

• 批准号: 17J11367
• 负责人: 坂井 繁太
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J11367/
• 关键词: 窒化物半導体; 非極性面InGaN量子井戸; 内部量子効率; 変形ポテンシャル; 光音響・発光同時測定; kp摂動理論; AlGaN量子井戸

本研究では、(1) kp摂動理論に基いて窒化物半導体の電子状態を調べる研究と、(2)光音響・発光同時測定法を用いた内部量子効率評価の信頼性の検証及び測定系の構築を並行して実施した。(1)非極性InGaN 量子井戸の電子状態の解明に向け、InGaNの変形ポテンシャルを決定した。本研究では、価電子帯分裂エネルギーが変形ポテンシャルの異方性に敏感であるという性質を利用し、過去に報告された全ての価電子帯分裂エネルギーの実測値と、kp摂動理論に基づいた計算値が一致するように変形ポテンシャルを決定した。また、InGaNに非常に関連性の高い材料であるAlGaNの電子状態を調べる研究も付随して実施した。AlGaN量子井戸の価電子帯上端に本来離れて位置する3本のバンドが、特定の条件下において、非常に接近し、これにより価電子帯構造が大きく変調されることを明らかにした。この状況下では、量子井戸であるのにも関わらず状態密度が量子細線型のような形状になることを新たに見出した。(2)半導体のキャリアダイナミクスの理解においては、内部量子効率(IQE)を正確に理解することが極めて大切である。報告者の所属する研究グループでは光音響・発光同時測定法を用いてIQEを評価する手法を提案しているが、本研究の対象であるInGaN量子井戸においては、活性層の厚さが数 nmと極めて薄く、光の吸収量が少ないため、同様の評価系を用いても、IQEを精度良く測定できないことが関連学会等において指摘されていた。そこで今年度は、InGaN量子井戸のIQEの測定における信頼性の検証及び評価系の構築を実施した。本研究は所属する研究グループが連携して進め、報告者はその中において、評価系構築におけるアドバイスや実験結果の解析及び解釈、外部発表における補助を努めた。

In this study, (1) the asphyxiant semispheric electron state analyzer (kp), (2) the photoacoustic simultaneous photoluminescence method was used in this study, (1) the asphyxiant semiconductors, (2) the internal quantum rate measurement, the reliability analysis and the determination of the system were used in this study. The main results are as follows: (1) the electronic state of the non-linear InGaN quantum well is used to explain the direction of the device, and the InGaN detector is used to determine the direction of the device. In this study, the computer system is divided into two parts: one is sensitive to the other, the other is sensitive, the whole cycle is split, the whole cycle is divided, and the kp is used in this study. in this study, the results of this study are as follows: 1. The electrical and mechanical properties of InGaN are very important, and the materials of high quality materials are used for the study of AlGaN electronic state monitoring and research. The upper end of the AlGaN quantum computer is located away from the computer. Under certain conditions, it is very close, and it is very close to each other. In this case, the density of the state, the density of the quantum, the shape, the shape, the new state density, the density of the state, the shape, the shape. (2) the hemispherical system has a good understanding of the internal quantum rate (IQE), and the internal quantum rate (QR) is very important. The reporter is responsible for the study of optical and acoustic devices. Simultaneous optical and acoustic spectroscopy is used to propose the use of IQE devices. In this study, InGaN quantum wells are used to evaluate the performance of the device, the thickness of the active device, the thickness of the nm, the absorption of light, the use of the same device, the use of the same device. The IQE has good accuracy and accuracy, and so on. This year, the InGaN Quantum well has determined the information system and the information system by IQE. In this study, the results of the study were analyzed and explained, and the external tables were used to help improve the results of the study.

项目成果

偏光遷移領域におけるc 面AlGaN量子井戸構造の量子細線型状態密度

极化过渡区c面AlGaN量子阱结构的量子线型态密度

• 发表时间: 2017
• 作者: 坂井繁太;南琢人;小島一信;秩父重英;山口敦史
• 通讯作者: 山口敦史

光音響・発光同時計測によるInGaN量子井戸の内部量子効率の測定

通过同步光声和发光测量测量 InGaN 量子阱的内量子效率

• 发表时间: 2017
• 期刊: 信学技報
• 作者: 清水奈緒人;高橋佑知;小林玄季;中納隆;坂井繁太;山口敦史;蟹谷裕也;冨谷茂隆
• 通讯作者: 冨谷茂隆

Quantum-wire-like density of states in c-plane AlGaN quantum wells in polarization-crossover composition region

偏振交叉复合区 c 面 AlGaN 量子阱中的类量子线态密度

• 发表时间: 2017
• 作者: Shigeta Sakai;Takuto Minami;Kazunobu Kojima;Shigefusa F. Chichibu;and Atsushi A. Yamaguchi
• 通讯作者: and Atsushi A. Yamaguchi

光音響・発光同時計測によるInGaN 量子井戸の内部量子効率の測定

通过同步光声和发光测量测量 InGaN 量子阱的内量子效率

• 发表时间: 2017
• 作者: 清水奈緒人;高橋佑知;小林玄季;中納隆;坂井繁太;山口敦史;蟹谷裕也;冨谷茂隆
• 通讯作者: 冨谷茂隆

Estimation of internal quantum efficiency in III-nitride materials using simultaneous photo-acoustic and photoluminescence measurements

使用同步光声和光致发光测量估算 III 族氮化物材料的内量子效率

• 发表时间: 2018
• 作者: Atsushi A. Yamaguchi;Naoto Shimizu;Shigeta Sakai;Takashi Nakano;Haruki Fukada;Yuya Kanitani;and Shigetaka Tomiya
• 通讯作者: and Shigetaka Tomiya