希土類添加窒化物半導体による赤色発光素子の開発

図5 Eu添加GaNナノコラムの断面走査電子顕微鏡像
図5 Eu添加GaNナノコラムの断面走査電子顕微鏡像

また上記に加えて表面・側面における歪み緩和効果も期待できることからEuイオンを高濃度に添加した場合においても結晶欠陥を抑制し,発光効率が維持されると考えられる。我々はMBE法を用いてシリコン基板上にGaNナノコラム結晶を作製し,その上にEu添加GaN層を形成した12)図5に作製した試料の断面走査電子顕微鏡(SEM)像を示す。Eu添加GaN層においても柱状結晶を維持した構造が形成されていることがわかる。He-Cdレーザ(325 nm)を用いてEu添加GaNナノコラムを励起したところ,Euイオンに起因する明るい赤色発光が室温で観測された。

濃度消光に対する有効性を調べるためにEu濃度の異なる試料を作製し発光特性を調べたところ,Eu濃度を3%程度まで増加させてもEu濃度に対してほぼ線形に発光強度が増大した。このことからナノコラム結晶を用いることによる発光特性改善の可能性が示されつつあるといえる。

5. まとめ

希土類添加窒化物半導体は,希土類イオンの特徴を活かした新たな半導体材料として魅力的である。デバイス応用に向けて,添加された希土類元素を効率よく活用しその特性を十分に引き出すことが求められ,我々は共添加技術やナノ構造を用いたアプローチについて紹介した。今後は,より精密なEu発光中心の制御に向けた技術開発を進めることで結晶中のすべての希土類イオンを活用し,希土類添加半導体による革新的な発光素子の実現を目指していきたい。

関連記事

  • 金並みの導電性と赤外透明性を有する高耐久酸化物薄膜

    5. CoO2終端面の大きな仕事関数と界面機能 金属性デラフォサイトのもう一つの大きな特徴は,表面終端や界面構造によって仕事関数が大きく変化する点である3, 24)。PdCoO2では,Pd+層と[CoO2]–層が交互に積…

    2026.06.23
  • 表面偏析と自己組織化を組み合わせたペロブスカイト太陽電池の自発的積層制御技術

    ミニインタビュー 石川先生に聞く 試行錯誤の先に見える,表面偏析研究の面白さ ─研究を始めたきっかけから もともと学生時代に有機薄膜太陽電池の研究をしていて,その中で表面偏析の制御に取り組んでいました。その流れで,ペロブ…

    2026.06.10
  • 超小型衛星搭載に向けたハイパースペクトルカメラの小型化と軌道上観測

    3.2 6U級超小型衛星「AE2a」による観測例 さらに,空間分解能を向上させたLVBPF型ハイパースペクトルカメラを,アークエッジ・スペースがNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)の補助事業の一環として開発した…

    2026.05.13
  • 新規赤外受光材料の開発に向けたMg3Sb2薄膜のエピタキシャル成長

    5. 今後の課題と性能向上の展望 以上の成果により,Si基板上へのMg3Sb2薄膜のエピタキシャル成長と赤外光応答を世界で初めて実証したが,実用レベルのセンサーとして完成させるためにはいくつかの課題が残されている。現在作…

    2026.05.13
  • 地球と人工知能を繋ぐ光ファイバーセンサー

    図5に野外実験の結果を示す。図5(a)はRAWデータである。縦軸はセグメント数,横軸は距離,画像の色は瞬時位相を示している。図5(b)は,RAWデータをPIXART-Σの初期ノイズとして利用して生成した画像である。図5(…

    2026.02.26

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア