2波長励起による青色発光半導体の非発光再結合準位スペクトロスコピー

Material type: 文書・図像類

Author: 鎌田, 憲彦ほか

Publisher: -

Publication date: 2002

Material Format: Digital

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Note (General)：: type:text1.アナログ測光系の整備と励起強度依存性測定低雑音ロックインアンプ(今年度申請備品)を導入し、単一光子計数測光系に加えてアナログ測光系を整備した。GaN基板試料を用いて2波長励起フォトルミネッセンス(PL)のバンド間励起(AGE)光強度依存性を測定し、励起強度の増加に伴い禁制帯内励...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 2波長励起による青色発光半導体の非発光再結合準位スペクトロスコピー
Author/Editor: 鎌田, 憲彦
山田, 興治
荒川, 泰彦
染谷, 隆夫
Author Heading: 鎌田, 憲彦
山田, 興治
荒川, 泰彦
染谷, 隆夫
Publication Date: 2002
Publication Date (W3CDTF): 2002
Periodical title: 科学研究費補助金基盤研究(C)(2)研究成果報告書
No. or year of volume/issue: 平成12-13年度
Volume: 平成12-13年度
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 青色発光半導体
窒化ガリウム
内部量子効率
ガリウムナイトライド
フォトルミネッセンス
非発光再結合準位
禁制帯内準位
波長励起フォトルミネッセンス
galium nitride
photoluminescence
internal quantum efficiency
non-radiative recombination center
blue-light emitting semiconductor
GaN
below-gap state
Target Audience: 一般
Note (General): type:text
1.アナログ測光系の整備と励起強度依存性測定低雑音ロックインアンプ(今年度申請備品)を導入し、単一光子計数測光系に加えてアナログ測光系を整備した。GaN基板試料を用いて2波長励起フォトルミネッセンス(PL)のバンド間励起(AGE)光強度依存性を測定し、励起強度の増加に伴い禁制帯内励起(BGE)光照射によるPL強度の低下(BGE効果)がこれまでのモデルでの予測通り減少することを確認した。 2.BGE効果の温度依存性禁制帯内準位間の再結合過程をより詳細に解析する上で、また先の励起強度依存性への影響の有無を確認する上で、BGE効果の温度依存性の検討が重要となった。そこで15K〜300K間でGaN基板のDAP発光について測定を行った。BGE効果は150K以下で急激に増加(PL強度が低下)するが、80K以下では一定値となり、これまでの励起強度依存性測定への影響はないことが確認された。またこの結果から活性化エネルギーはおよそ100meVと見積もられ、準位2から伝導帯への熱励起過程を含めたモデルで定量的な解釈が可能となった。これに対して禁制帯内発光(YL)のBGE効果は顕著な温度依存性を示さず、禁制帯内準位間の再結合過程解析に有用な結果が得られた。 3.GaN系半導体の禁制帯内準位これまでの成果を基に、GaN基板、InGaN/GaN、GaN/AlGaN量子井戸構造等のGaN系青色発光半導体における禁制帯内準位の空間分布、エネルギー分布、密度、伝導帯、価電子帯間とのキャリア再結合過程に関する知見をまとめ、国際会議講演、学術論文発表を行った。1. Analog Measurement System and Excitation Density Dependence : In addition to single-photon-counting, we arranged an analog measurement system by introducing a low-noize lock-in amplifier. The dependence of an above-gap excitation (AGE) density on the PL intensity decrease due to a below-gap excitation (BGE) light was measured for a GaN grown by MOCVD. The result agreed well with our two-states model. A filtered D_2 lamp (4.1 eV) and aNd : YAG laser (1.17 eV) were used as an AGE and BGE light sources. 2. Temperature Dependence of the BGE effect: The normalized PL intensity defined as the ratio of PL intensities with and without BGE, I_<A+B>/I_A, was unity above 150 K in case of a donor-acceptor pair (DAP) luminescence of a GaN epitaxial layer. With lowering the temperature below 150K, it decreased steeply down to 0.42 and then became constant below 80K. This is attributed to a thermal emission of electrons from the upper level of the two-states model to the conduction band. A thermal activation energy of 0.1 eV *s calculated by curve fitting, which was consistent with our previous energy determination of the level. No distinct temperature dependence of yellow luminescence is important to analyze nonradiative recombination (NRR) processes. 3. Below-Gap States in GaN-based Semiconductors: Based on these results on GaN, InGaN/GaN and GaN/AlGaN multiple quantum well structures, we summarized the spatial and energy distribution, density and capture coefficients of NRR centers detected by our two-wavelength excited PL. They were presented at International Conferences and published in Academic Journals on the list.
別刷論文等(p.12〜100)削除
identifier:KAKEN: 12650003
Format (IMT): application/pdf
Source: https://sucra.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=11619&item_no=1&attribute_id=24&file_no=1
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