Tb添加III族窒化物半導体における発光過程に関する研究

Photoluminescence mechanisms of Tb-doped GaN

及川 文武*; 若原 昭浩*; 竹本 和正*; 岡田 浩*; 大島 武; 伊藤 久義

Oikawa, Fumitake*; Wakahara, Akihiro*; Takemoto, Kazumasa*; Okada, Hiroshi*; Oshima, Takeshi; Ito, Hisayoshi

希土類の内殻遷移を利用した発光デバイスの実現に向けた研究の一環として、GaNに比べて高輝度の発光が得られるAlGaNに着目し、各種希土類不純物からの発光過程に及ぼすAlの効果を調べた。イオン注入を用いてTbを導入したAlGaNを試料として用い、フォトルミネッセンス(PL)測定により発光特性の温度依存性を調べた。バンド間再結合及び非発光性エネルギー逆輸送過程を追加したレート方程式を用いてTbからの発光過程の解析を行ったところ、励起子捕獲準位からTbへのエネルギー移送緩和時間は、バンド間遷移とほぼ同じオーダーであること,Tbから非発光性再結合トラップへのエネルギー逆移送過程を考えることで温度上昇による発光特性消失が説明できることが明らかとなった。また、100K付近でTbからの逆移送緩和時間が増大する現象が、エネルギー移送に寄与するトラップ準位が複数あることで解釈できることも判明した。

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