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研究目的
初めに
窒化ガリウム(GaN),窒化アルミニウム(AlN),窒化インジウム(InN)
に代表される窒化物半導体は,その優れた物理的特徴から,青色・緑色発光ダイオード(LED),
白色光源,青紫色レーザ(LD)などを次々と実現し,短期間のうちに実用化を成し遂げ,
社会の発展に大きく寄与してきた.しかし,窒化物半導体のもつ材料本来の能力(ポテンシャル)
からすれば,これまで開発された技術の範囲は,そのほんの一部でしかない.本領域においては,
材料,物性,デバイスの全ての階層での全波長領域(紫外域〜赤外域)にわたる横断的研究に取り
組むことによって,「新規結晶成長技術の開発」と「欠陥物理と発光機構、不純物活性化機構の解明」
に基づいて,窒化物半導体が本来持つ優れた潜在能力を極限(内部量子効率100%)まで引き出し,
その適用波長領域の限界を外縁に広げる(200 nm〜2 m)ことを目指す.
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計画研究
点欠陥に着目して非輻射再結合過程を明らかにすることにより,
AlGaInN半導体材料の発光効率を深紫外および赤・赤外で飛躍に上昇させるプロセス
を提案することを目的とする.具体的には,陽電子消滅と高精度時間分解PL測定方等
の光学特性評価を組み合わせた評価によりAlGaInNの発光効率を支配する輻射・非輻射
再結合寿命を定量化し,非輻射再結合中心である点欠陥(空孔型欠陥や格子間型欠陥)
の密度と種類との相関を明らかにする.さらに,第一原理計算を用いて各種欠陥の原子・電子構造や
表面・界面のバンド構造等について知見を得て,実験および理論の両面から
広い波長域における高効率発光特性対策を提案する.
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