新規窒化物半導体共振器構造による光制御に関する研究

新型氮化物半导体谐振器结构光控制研究

基本信息

批准号：
13J10877
负责人：
正直花奈子
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き新規の面方位であるN極性(000-1)（-c面）InGaNの発光素子開発を進めた。まず、前年に作製した-c面InGaN 発光ダイオード（LED）の微視的な構造・光学特性を測定し、その結果を基に、素子特性の改善を試みた。結果として、前年度に他機関に先駆けて発表した可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN LEDにおいて、自己形成量子ドット的な発光中心からの狭線幅励起子分子発光を発見、その特異な発光機構を明らかにした。この狭線幅発光は、高スペクトル純度な量子光源として期待される。また、素子特性の向上を目的として-c面p型GaNの品質向上を行った。この結果、原料供給Mg/Ga比、原料供給V/III比、成長温度を最適化することで、正孔濃度を向上させることができることを明らかにした。加えて、InGaN/GaN量子井戸構造の組成および膜厚均一性を向上させるための下地GaN層の平坦化も行った。基板の微傾斜角の方向を90度変化させることでステップバンチングが抑制し、-c面GaNの表面平坦化ができることを示した。この際の表面の原子ステップの形状はステップ端の形成エネルギーで説明することができる。この平坦な-c面GaNテンプレート上に成長したInGaN/GaN量子井戸構造の微視的構造・光学特性を調べた。結果、微視的構造の均一性が向上していることが放射光施設でのマイクロビームX線回折測定より明らかになった。また、光学特性としてフォトルミネッセンス測定より発光スペクトルの半値全幅が狭くなっており光学的な均一性が向上していることが示唆された。以上は、可視光波長全域での発光を有する-c面InGaN発光素子の高品質化に有用な知見である。

继去年之后，我们继续开发使用新面取向N极（000-1）（-c面）InGaN的发光器件。首先，我们测量了前一年制造的-c面InGaN发光二极管（LED）的微观结构和光学特性，并根据结果尝试改善器件特性。结果，我们在-c面InGaN LED中发现了来自自形成量子点状发射中心的窄线宽激子分子发射，该LED在整个可见光波长范围内发光，这是我们在前一年领先于其他人宣布的。揭示了独特的发光机制。这种窄线宽发射有望成为具有高光谱纯度的量子光源。我们还提高了-c面p型GaN的质量，以改善器件特性。结果表明，通过优化原料供应Mg/Ga比、原料供应V/III比和生长温度可以提高空穴浓度。此外，对底层GaN层进行平坦化处理，以改善InGaN/GaN量子阱结构的成分和厚度均匀性。我们表明，通过将衬底的微小倾斜角的方向改变90度，可以抑制阶梯聚束，并且可以使-c面GaN的表面平坦化。此时表面上原子台阶的形状可以用台阶边缘的形成能来解释。我们研究了在这种平面 c 面 GaN 模板上生长的 InGaN/GaN 量子阱结构的微观结构和光学特性。结果，同步加速器辐射设施的微束X射线衍射测量表明，微观结构的均匀性得到了改善。此外，对于光学特性，光致发光测量表明发射光谱的半峰全宽更窄，表明光学均匀性得到改善。以上对于提高在整个可见光波长范围内发光的-c面InGaN发光器件的质量是有用的知识。

项目成果

期刊论文数量（77）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

松岡研究室HP

松冈研究所HP

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Fabrication of InGaN/GaN Nanodisk Structure by using Bio-template and Neutral Beam Etching Process

采用生物模板和中性束刻蚀工艺制备InGaN/GaN纳米盘结构

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. C. Lai;A. Higo;C. Lee;C. Thomas;T. Tanikawa;K. Shojiki;S. Kuboya;R. Katayama;T. Kiba;P. Yu;I. Yamashita;A. Murayama;and S. Samukawa
通讯作者：
and S. Samukawa

N極性(000-1)窒化物半導体混晶InGaNの結晶成長表面と発光素子応用

N极(000-1)氮化物半导体混晶InGaN晶体生长面及发光器件应用

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
正直花奈子，高宮健吾，谷川智之;花田貴，野々田亮平，窪谷茂幸，秋山英文，矢口裕之，片山竜二，松岡隆志
通讯作者：
花田貴，野々田亮平，窪谷茂幸，秋山英文，矢口裕之，片山竜二，松岡隆志

Effects of V/III source ratio on the hole concentration of N-polar (000-1) p-type GaN growtn by MOVPE

V/III源比对MOVPE生长N极(000-1)p型GaN空穴浓度的影响

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Nonoda;K. Shojiki;T. Tanikawa;S. Kuboya;R. Katayama;and T. Matsuoka
通讯作者：
and T. Matsuoka

ヒロック形成にともなうm面InGaN薄膜のIn組成分布観察

m面InGaN薄膜中由于小丘形成而引起的In成分分布的观察

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
正直花奈子;花田貴;崔正焄;島田貴章;今井康彦;木村滋;谷川智之;片山竜二;松岡隆志
通讯作者：
松岡隆志

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通讯作者：
Ryo Tanabe，Naoki Yokoyama，Masahiro Uemukai，Tomoyuki Tanikawa and Ryuji Katayama