希土類元素同時ドープ酸化物半導体を用いた高演色性白色ダイオードの創製

利用稀土元素共掺杂氧化物半导体制作高显色性白光二极管

• 批准号: 22K04188
• 负责人: 郭 其新
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04188/
• 关键词: 化合物半導体; 希土類元素

本研究では、高い演色性を持つ新しい高効率白色発光ダイオードの実現を目指し、ワイドギャップ酸化物半導体に同時ドープされた希土類元素の励起機構の解明を目的としている。具体的には、パルスレーザー堆積法を用いて赤・緑・青色発光を示す希土類元素Eu・ Er・ Tmを同時にドープしたGa2O3混晶膜の高品質成長技術を確立し、希土類原子周辺の局所構造、電子状態を解明する。また、シンクロトロン光による励起波長が可変なフォトルミネッセンス法を用いて、発光スペクトルと母体材料に取込まれた希土類原子の濃度、局所構造等との関係を明らかにし、希土類元素ドープ発光のエネルギー輸送機構を解明することにより、演色性に優れた高効率白色発光実現のための共ドープ元素の制御方法の確立を目指している。令和４年度は、パルスレーザー堆積法により、希土類Eu, Er, TmドープGa2O3薄膜を作製し、シンクロトロン光励起フォトルミネセンス法を用いて、得られた薄膜の発光強度の温度依存性を明らかにした。また、成長されたEu, Er, Tm同時ドープのGa2O3薄膜を用いて、白色発光ダイオードの作製に成功した。これらの研究成果の一部は、国際論文誌Applied Physics Expressに公表した。また、2022年に開かれたThe 11th Global Conference on Materials Science and Engineering国際会議で招待講演を行い、研究成果を紹介した。

This study aims to develop new and high efficiency white light emitting devices with high color rendering, and to clarify the excitation mechanism of rare earth elements. In particular, the high-quality growth technology of Ga2O3 mixed crystal film was established by using the red, green and cyan light emitting method, and the structure and electronic state of rare earth atoms were analyzed. The excitation wavelength of the rare earth element can be changed by the method of producing rare earth elements. The relationship between the concentration of rare earth atoms and the structure of rare earth atoms can be clarified. In 2004, the temperature dependence of the emission intensity of rare earth-type Eu, Er, Tm Ga2O3 thin films prepared by photo-deposition method was investigated. In addition, Eu, Er, Tm were grown on Ga2O3 thin films, which were successfully fabricated with white light. The first part of the research results was published in Applied Physics Express. The 11th Global Conference on Materials Science and Engineering opened in 2022.

项目成果

Current-controlled electroluminescence from light-emitting diodes based on Tm, Er, and Eu codoped Ga2O3 thin films

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac851d
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Yafei Huang;Gaofeng Deng;Katsuhiko Saito;Tooru Tanaka;Q. Guo

Color-Tunable Light-Emitting Diodes Based on Rare Earth Doped Gallium Oxide Films

• DOI: 10.1021/acsaelm.3c00587
• 发表时间: 2023-07
• 期刊: ACS Applied Electronic Materials
• 影响因子: 4.7
• 作者: Q. Guo;Katsuhiko Saito;Tooru Tanaka

Heteroepitaxial Growth of (AlGa)2 O3 Thin Films on Sapphire Substrates by Plasma-Assisted Pulsed Laser Deposition

等离子体辅助脉冲激光沉积在蓝宝石衬底上异质外延生长 (AlGa)2 O3 薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: Zewei Chen;Makoto Arita;Katsuhiko Saito;Tooru Tanaka;Qixin Guo
• 通讯作者: Qixin Guo