IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2017/02/26

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    秩父重英 Shigefusa CHICHIBU
    教授 Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    計測研究部門・量子光エレクトロニクス研究分野
    Division of Measurements, Quantum Optoelectronics Laboratory
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    光物性
    量子構造形成
    キャリアダイナミクス
    時間空間同時分解分光
    Optical properties of condensed matter
    Fabrication of quantum structures
    Carrier dynamics
    Spatio-time-resolved spectroscopy
研究テーマ
Research Subject
ワイドバンドギャップ半導体量子ナノ構造創成と時間空間分解スペクトロスコピー
Exploration of wide bandgap group III-nitride and group II-oxide semiconductor quantum structures and spatio-time-resolved spectroscopy

研究の背景 Background

光子系(電磁波)と電子系(励起子)の機能を融合する新奇デバイス等の利用により半導体デバイスの省エネルギー性能は飛躍的に向上し、CO2排出量削減にも貢献できる。特に、禁制帯幅波長が200nm台の深紫外線発光機器を小型固体デバイス化することにより、殺菌や水の浄化、固体励起等の分野で人間生活に貢献できる。このため、バンドギャップの広い半導体のナノ超薄膜を基本とするデバイス構造のエピタキシャル形成を行い、それらの発光性能を正しく評価する必要がある。

Research objectives are to design and create quantum nanostructures desirable for environment-friendly functional optoelectronic devices, especially workable in deep ultraviolet wavelengths, based on wide bandgap semiconductors. Ultrafast recombination dynamics of excited particles in these structures are studied by time-resolved spectroscopy, and local luminescence properties are proved by spatially-resolved luminescence techniques.

研究の目標 Outcome

AlN,GaN,InN等のⅢ族窒化物半導体やZnO,MgO等のⅡ族酸化物半導体の超薄膜積層構造を有機金属化学気相エピタキシー法、ヘリコン波励起プラズマスパッタエピタキシー法等によって形成し、フェムト秒パルス集束電子線励起による時間・空間同時分解分光法などを通じて微細領域における励起子効果・量子効果(発光ダイナミクス)等の物性を明らかにし、新たな光・電子デバイスを提案します

We are growing quantum structures based on wide bandgap (Al,In,Ga)N and (Mg,Zn)O semiconductors by metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE), molecular-beam epitaxy, and unique helicon-wave-excited-plasma sputtering epitaxy methods. Ultrafast local recombination dynamics are studied by spatio-time-resolved cathodoluminescence system equipped with a home-made focused pulsed electron gun.

研究図Research Figure

Fig.1.Environment-friendly wide bandgap group III-nitride and group-II oxide semiconductors. Fig.2. Concept of Spatio-time-resolved cathodoluminescence (STRCL) system equipped with a femtosecond pulsed photoelectron gun Fig.3. Luminescence from nonpolar m-plane InxGa1-xN films grown by MOVPE

文献 / Publications

J. Appl. Phys. 116, 213501 (2014). Jpn. J. Appl. Phys. 54, 030303 (2015). Jpn. J. Appl. Phys. 53, 100301 (2014). Cryst. Growth & Design 13, 4158 (2013). Appl. Phys. Lett. 103, 142103 (2013). Appl. Phys. Lett. 103, 052108 (2013). J. Appl. Phys. 113, 213506 (2013). 応用物理 81,502 (2012).