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論文

Study of ion-beam-induced damage and luminescence properties in terbium-implanted AlGaN

Park, J.-H.*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 古川 雄三*; Kim, Y.-T.*; Chang, H.-J.*; Song, J.*; Shin, S.*; Lee, J.-H.*; 佐藤 真一郎; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 49(3), p.032401_1 - 032401_5, 2010/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:93.54(Physics, Applied)

Terbium (Tb) ions were implanted into Al$$_{0.35}$$Ga$$_{0.65}$$N epitaxial layers at room temperature to investigate ion-beam-induced damage and luminescence properties at various doses of $$1times 10^{12}$$ - $$2.8times 10^{16}$$ Tb/cm$$^2$$. Rutherford backscattering spectrometry/channeling (RBS/channeling) reveals that on-beam-induced damage level steeply increases and that the damage cannot be fully recovered even after rapid thermal annealing at 1100 $$^{circ}$$C, when the dose exceeds $$5times 10^{14}$$ Tb/cm$$^2$$. On the other hand, cathodoluminescence (CL) intensity related to Tb$$^{3+}$$ transitions increased initially and saturated above a dose of $$1times 10^{13}$$ Tb/cm$$^2$$. The results suggest that Tb-related luminescence properties are much susceptible to defects and nonradiative defects, namely, Tb-defect complexes, are formed under low-dose conditions even at a very low structural defect density.

論文

Light emitting FET based-on spatially selective doping of Eu in AlGaN/GaN HEMT

岡田 浩*; 竹本 和正*; 及川 文武*; 古川 雄三*; 若原 昭浩*; 佐藤 真一郎; 大島 武

Physica Status Solidi (C), 6(Suppl.2), p.S631 - S634, 2009/05

AlGaN/GaN高電子移動度(HEMT)に希土類元素の一種であるユーロピウム(Eu)を空間選択的にイオン注入して発光電界効果トランジスタ(FET)を作製し、そのデバイス特性について調べた。この発光トランジスタは、イオン注入した希土類元素が発光中心として働くことが期待される。作製したデバイスはトランジスタとして十分にゲート制御可能な電流・電圧特性を示し、ドレイン電極に20Vの電圧を印加するとEuイオンに起因する赤色光が明瞭に観察された。また、ショットキーゲートに負の電圧を印加すると、発光強度が減少することがわかった。このような概念で設計されたデバイスは、イオン注入するイオン種を変えることによって発光波長を変えることが可能であることから、新しい多色発光デバイスとして非常に有望である。

論文

380 keV proton irradiation effects on photoluminescence of Eu-doped GaN

岡田 浩*; 中西 康夫*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 266(5), p.853 - 856, 2008/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:50.04(Instruments & Instrumentation)

耐放射線性の発光素子開発の一環として、陽子線照射により損傷を導入した無添加及びユーロピウム(Eu)添加窒化ガリウム(GaN)のフォトルミネッセンス特性を調べた。室温にて380keV陽子線を1$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$まで照射した後、室温にてフォトルミネッセンスを測定した。その結果、無添加のGaNでは1$$times$$10$$^{13}$$/cm$$^{2}$$照射後にはバンド端の発光が著しく減少することが判明した。一方、Eu添加GaNは1$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$照射後もEu$$^{3+}$$$$^{5}$$D$$_{0}$$$$rightarrow$$$$^{7}$$F$$_{2}$$内殻遷移に起因する発光が初期発光と同程度維持され、優れた耐放射線性を示すことが明らかとなった。

論文

Development of optoelectronic devices for radiation environments; Improvement of luminescence capability of Tb using AlGaN

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

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 17, 2007/02

耐放射線性の光エレクトロニクス素子の開発のために、Tb添加したAlGaNのフォトルミネッセンス特性を調べた。200keVのイオン注入によりTbをAlGaNへ導入し、その後、窒素とアンモニアの混合ガス中で1100$$^{circ}$$C,120秒の熱処理を行うことで結晶損傷を回復させた。時間分解フォトルミネッセンス測定より得られた発光の減衰過程を解析することで遷移過程に関して考察を行ったところ、GaNに比べAlNでは、母材からTbへのエネルギー遷移(Transfer)が増加し発光強度が増加することに加え、熱緩和による発光を阻害する過程(Back-transfer)も減少することが判明した。

論文

Study of electron irradiation-induced defects in CuInSe$$_{2}$$ and CuIn$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$Se$$_{2}$$ by electron spin resonance

岡田 浩*; Lee, H.-S.*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 神谷 富裕

Solar Energy Materials and Solar Cells, 90(1), p.93 - 99, 2006/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.13(Energy & Fuels)

次世代の宇宙用の高効率薄膜太陽電池材料として期待されるCuInSe$$_{2}$$及びCuIn$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$Se$$_{2}$$半導体中に電子線照射により発生する欠陥を電子スピン共鳴(ESR)を用いて調べた。試料は粉末原料を真空中で1080$$^{circ}$$Cに加熱することで作製した多結晶を用い、2MeV電子線を室温にて1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射した。3.3KでのESR測定(Xバンドマイクロ波使用)の結果、照射,未照射試料ともに1580Gと3230G付近にシグナルを観測したが、1580G付近のシグナルに関しては、結晶中に含まれる鉄(Fe)不純物に由来するものであり、照射前後でシグナルの変化はなかった。一方、3230G付近のシグナルは照射により強度が増大すること及び低磁場側に裾を引く形状に変化することがわかった。Cu空孔の形成エネルギーが他の空孔に比べ低いという理論計算の結果に基づき、Cu$$^{2+}$$を含むESRシグナルをEasySpinプログラムを用いて計算した。その結果、実験とシミュレーション結果がよく一致することが見いだされ、電子線照射により形成されたCu空孔関連の欠陥に起因するシグナルであることが示唆された。

論文

Study of high-energy proton and electron irradiation effects on poly- and single-crystalline CuInSe$$_{2}$$ films

岡田 浩*; 夏目 聡*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 神谷 富裕

Proceedings of 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.147 - 150, 2004/10

カルコパイライト系の薄膜太陽電池の放射線劣化機構解明のために真空蒸着法やRFスパッタ法で作製した多結晶や単結晶CuInSe$$_{2}$$薄膜の陽子線及び電子線照射効果を調べた。加速エネルギー380keVの陽子線,2MeVの電子線を室温にてCuInSe$$_{2}$$薄膜へ照射した。その結果、陽子線,電子線ともに照射量の増加とともに電気抵抗が上昇した。抵抗上昇の温度依存性を測定し、比較したところ、電子線照射の場合、1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$以下の照射では結晶粒界を越えて電流が流れるための活性化エネルギーが33meV減少したのに比べ、2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射では53meVとなった。同様の変化は陽子線照射においても観測され、5$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$の照射により9.7meV低下することが見いだされた。

論文

Improvement of luminescence capability of Tb$$^{3+}$$-related emission by Al$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$N

中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義

Physica Status Solidi (B), 240(2), p.372 - 375, 2003/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:35.29(Physics, Condensed Matter)

窒化物半導体の光通信用素子への応用を目的に、TbドープAl$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$Nの発光特性を調べた。これまで、TbドープGaNでは4f-4f遷移による500nm$$sim$$600nmの波長を持つ発光特性が低温で出現すること,室温では熱消滅により発光が急激に減少することを明らかにしているが、素子応用にはより高温での発光特性が望まれる。本研究では、Al組成比を変化させることでバンドギャップを変化させ、熱消滅の要因となるErのトラップレベルからの電子の漏れを防ぐことを狙った。試料はサファイア基板上に有機金属気相成長法により作製した。Tbドープにはイオン注入(200keV, 1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$)を用いた。注入後、結晶性の回復のため10%アンモニア含有窒素中で1000から1150$$^{circ}$$Cの熱処理を行った。フォトルミネッセンスにより発光特性を調べた結果、14Kの低温においてx=0.1ではx=0に比べ5倍強度が強いことが明らかとなった。発光強度の温度依存性を調べたところ、x=0の試料では7.8meVの活性化エネルギーで発光が消滅するが、xの増加とともに活性化エネルギーが上昇し、x=0.1では70meVとなり、Alの混晶効果により高温でも安定な発光が得られることが見いだされた。

論文

Effects of high-energy proton irradiation on the density and Hall mobility of majority carriers in single crystalline n-type CuInSe$$_{2}$$ thin films

Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 川北 史朗*; 今泉 充*; 松田 純夫*

Physica Status Solidi (A), 199(3), p.471 - 474, 2003/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:77.5(Materials Science, Multidisciplinary)

薄膜宇宙用太陽電池への応用が期待されているCuInSe$$_{2}$$半導体(CIS)の放射線照射効果を明らかにするために、0.38MeV, 1MeV, 3MeV陽子線照射によるキャリア濃度及び移動度の変化を調べた。用いた試料はガリウム砒素基板上にスパッタ法で作製したn型単結晶薄膜であり、未照射でのキャリア濃度は2$$times$$10$$^{16}$$から6$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{3}$$、移動度は105から135cm$$^{2}$$/Vsである。陽子線照射は室温にて1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{15}$$まで行った。キャリア濃度と照射量の関係を解析することでキャリア減少率を求めたところ、3MeV陽子線照射では300cm$$^{-1}$$で0.38Mev陽子線照射では1800cm$$^{-1}$$と見積もられ、高エネルギー陽子線照射ほどキャリア減少率が低いことがわかった。この結果は、低エネルギー陽子線ほど表面付近での欠陥生成量が多く、今回のCIS薄膜試料に大きな損傷を与えるためと解釈できる。また、Hall移動度と照射量の関係を調べたところ、照射量の増加とともに移動度は減少し、1$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$照射では、初期値の1/3以下まで低下することが明らかになった。

論文

Deep level transient spectroscopy study of electron-irradiated CuInSe$$_{2}$$ thin films

岡田 浩*; 藤田 直樹*; Lee, H.-S.*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義

Journal of Electronic Materials, 32(9), p.L5 - L8, 2003/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.02(Engineering, Electrical & Electronic)

宇宙用の耐放射線性薄膜太陽電池への応用が期待されているCuInSe$$_{2}$$(CIS)半導体の電子線照射により発生する欠陥準位を調べるために、スパッタ法でGaAs上に作製したCIS薄膜単結晶に2MeV及び3MeV陽子線照射を行った。電子線照射は室温にて最大5$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$行った。Hall測定より1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$以上の電子線照射によりキャリア濃度及び移動度が低下していくことが明らかとなった。深部準位(DLTS)測定を行ったところ、電子線照射により電子トラップが形成されることが判明した。電子トラップのエネルギーの温度依存性(逆数)を解析することで電子トラップの活性化エネルギーを見積もったところ220meVと求められた。この値は、未照射の試料で見られる電子トラップである330meVとは異なることから、電子線照射により、低エネルギーの電子トラップが発生しキャリアに散乱等の影響を与えることが明らかとなった。

論文

3MeV electron irradiation-induced defects in CuInSe$$_{2}$$ thin films

Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 大島 武; 伊藤 久義; 川北 史朗*; 今泉 充*; 松田 純夫*; 吉田 明*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 64(9-10), p.1887 - 1890, 2003/09

 被引用回数:11 パーセンタイル:46.53(Chemistry, Multidisciplinary)

次世代の高効率の宇宙用薄膜太陽電池として期待されているCuInSe$$_{2}$$(CIS)の電子線照射による電気特性変化を調べた。CISはスパッタ法によりGaAs基板上に作製した。電子線照射は、エネルギー3MeVで、室温にて2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の線量まで照射を行った。ホール係数測定により、キャリア濃度及び移動度の変化を調べたところ、電子線の照射によってキャリア濃度及び移動度が減少することが見いだされた。キャリア濃度と電子線照射量の関係を解析した結果、キャリアリムーバルレートが1/cm$$^{2}$$であると見積もられた。また、キャリア濃度の温度依存性を解析することで電子線照射により、新たに欠陥に起因するエネルギー準位(54mV)が発生すること,2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の電子線照射により1.4$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{3}$$の濃度の欠陥が生成されることが明らかとなった。

論文

Effects of Al composition on luminescence properties of europium implanted Al$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$N(0$$<$$x$$<$$1)

中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 柴田 智彦*; 田中 光浩*

Physica Status Solidi, 0(7), p.2623 - 2626, 2003/07

これまで、Euを窒化物半導体へドープすることで発光特性が発現することを明らかにしているが、さらなる発光強度の増加を狙い、EuドープしたAl$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$N(0$$<$$x$$<$$1)の発光特性とAl組成の関係を調べた。Al組成の異なるAl$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$Nは有機金属気相成長法により作製し、イオン注入によりEu(200keV)を導入した。注入後、結晶性回復のため、試料は窒素中で1000から1600$$^{circ}$$Cの熱処理を行った。発光特性はフォトルミネッセンス(PL)及びカソードルミネッセンス(CL)により調べた。その結果、Al組成によらず全ての試料でEuの4f電子間遷移に起因する発光(621nm)が観測された。Al組成比と発光の関係を調べたところ、x=0.5付近に発光強度の最大値があることが明らかとなった。これはAl混晶により結晶場が歪み、発光強度が増加するためと解釈できる。

論文

Effects of implantation conditions on the luminescence properties of Eu-doped GaN

中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 中尾 節男*; 斎藤 和雄*; Kim, Y. T.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.1033 - 1036, 2003/05

 被引用回数:15 パーセンタイル:27.74(Instruments & Instrumentation)

サファイア基板上にエピタキシャル成長した窒化ガリウム(GaN)(0001)へEuイオンを注入し、フォトルミネッセンス発光特性を調べた。室温でEuイオンを多段階のエネルギーで注入することで2.8$$times$$10$$^{19}$$から2.8$$times$$10$$^{20}$$/cm$$^{3}$$のEu濃度層を形成した。注入後、NH$$_{3}$$,N$$_{2}$$雰囲気中で900から1050$$^{circ}C$$の温度範囲で5から30分間熱処理することで結晶を回復させた。その結果、621nm付近にEu$$^{3+}$$の4f-4f遷移に起因する鋭い発光ピークが観測された。このピーク強度はEu濃度の増加とともに増加したが2.8$$times$$10$$^{20}$$/cm$$^{3}$$では飽和した。

論文

Effect of Cl ion implantation on electrical properties of CuInSe$$_{2}$$ thin films

田中 徹*; 山口 利幸*; 大島 武; 伊藤 久義; 若原 昭浩*; 吉田 明*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 75(1-2), p.109 - 113, 2003/01

 被引用回数:16 パーセンタイル:43.77(Energy & Fuels)

GaAs基板上に作製したCuInSe$$_{2}$$単結晶薄膜にClイオン注入を行い、電気特性を調べた。イオン注入は室温で5E17から5E19/cm$$^{3}$$のCl濃度の範囲で行った。注入後、窒素中400$$^{circ}C$$での熱処理で結晶性が回復することがわかった。Hall係数測定よりキャリア濃度を求めたところ、Cl注入量の増加とともに電子濃度が増加し、ClがCuInSe$$_{2}$$中でドナー不純物として働くことを明らかにした。電子濃度の温度依存性からClのイオン化エネルギーとして78meVが決定できた。

論文

Effect of alloy composition on photoluminescence properties of europium implanted AlGaInN

中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義

Physica Status Solidi (C), 0(1), p.461 - 464, 2002/12

半導体発光素子の開発のために、ワイドバンドギャップ半導体である窒化ガリウム(GaN)中へ、イオン注入法を用いて、優れた発光特性もつ希土類元素の一つであるユーロピウム(Eu)を導入した。また、今回はGaNとAlまたはInの混晶半導体であるAlGaN,InGaNへのEu注入も行った。これは、結晶の周期性,局所的な対称性が異なる混晶半導体を用いることで、導入したEu元素が母材結晶より受ける影響が変化し、発光効率も変化すると考えたからである。実験の結果、EuドープAlGaNでは、Eu$$^{3+}$$からの発光強度がEuドープGaNよりも数倍増加したが、発光減衰時間は30%短くなった。EuドープInGaNでは、成長温度の違いからEu$$^{3+}$$からの発光強度は低下したが、発光減衰時間は同程度であった。

論文

Effect of 3 MeV electron irradiation on the photoluminescence properties of Eu-doped GaN

中西 康夫*; 若原 昭浩*; 岡田 浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義

Applied Physics Letters, 81(11), p.1943 - 1945, 2002/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:41.97(Physics, Applied)

イオン注入法によりEuドープした窒化ガリウム(GaN)へ3MeV電子線照射を行い、発光特性の変化を調べた。電子線照射は室温で10$$^{16}$$から3$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の範囲で行った。He-Cdレーザーを用い、600nm付近に観測されるEu$$^{3+}$$$$^{5}$$D$$_{0}$$-$$^{7}$$F$$_{2}$$遷移に関するフォトルミネッセンス(PL)を調べた。その結果、発光強度は電子線照射によってもほとんど変化しないことが明かとなり、GaNのバンド端発光強度が3$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$でほとんど観測されなくなることと比較すると、Eu$$^{3+}$$$$^{5}$$D$$_{0}$$-$$^{7}$$F$$_{2}$$遷移によるPL発光は非常に優れた耐放射線性を示すと帰結できる。

論文

単結晶CuInSe$$_{2}$$薄膜の電子線照射欠陥の評価

藤田 尚樹*; Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義

信学技報, 102(77), p.79 - 84, 2002/05

CuInSe$$_{2}$$の耐放射線性の知見を得るため、電子線による照射損傷効果を調べた。高周波スパッタ法を用いてGaAs基板上に作製した単結晶CuInSe$$_{2}$$薄膜へ、室温で2MeV及び3MeV電子線を照射した。Hall測定よりキャリア濃度を調べたところ、1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$以上の照射によりキャリア濃度が減少することが明らかになり、キャリア減少率を見積もったところ1cm$$^{-1}$$であった。またDLTS法により欠陥準位に関して調べたところ、照射後に未照射では観測されない深い準位が発生することがわかった。

論文

Photoluminescence properties of Eu-doped GaN by ion implantation

中西 康夫*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 酒井 士郎*

IPAP Conference Series 1 (Proceedings of International Workshop on Nitride Semiconductors), p.486 - 489, 2000/11

窒化ガリウム(GaN)半導体材料を赤色発光素子へ応用することを目的に、希土類元素であるEuをGaNに注入した。試料はサファイア基板上に有機金属気相エピタキシャル成長法(OMVPE)により作製したGaN薄膜を用い、室温にて100または200keV-Eu$$^{+}$$を10$$^{13}$$~10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$の範囲で注入した。注入後、NH$$_{3}$$:N$$_{2}$$=1:9雰囲気中で950から1000$$^{circ}C$$の範囲で熱処理を行い結晶性を回復させた後、325nmのHe-Cdレーザーを用いてフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。PL測定の結果、Eu注入によりGaNのバンド間遷移による発光が消失し、Euの4f-4f遷移に起因する発光及びEu$$^{3+}$$に起因する発光が600nm及び621nmに観測された。

論文

Effect of Mg ion implantation on electrical properties of CuInSe$$_{2}$$ thin films

田中 徹*; 若原 昭浩*; 吉田 明*; 大島 武; 伊藤 久義; 岡田 漱平

Journal of Applied Physics, 87(7), p.3283 - 3286, 2000/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:51.38(Physics, Applied)

カルコパイライト系半導体の一つであるCuInSe$$_{2}$$(CIS)は不純物導入による伝導制御技術が確立しておらず電子素子を実用化する際の課題となっている。不純物を用いた伝導型制御を目的にCISへのマンガン(Mg)イオンを注入した。試料は高周波スパッタ法によりGaAs基板上に作製したCISを用い、Mg$$^{+}$$注入は室温で、10$$^{17}$$~10$$^{19}$$/cm$$^{3}$$の濃度範囲で行った。RHEED測定、X線測定より、窒素雰囲気中で400$$^{circ}C$$、1時間の熱処理を行うことで結晶性が回復することが明らかになった。試料のキャリア濃度をホール係数測定より調べると、導入されたMg濃度の増加とともに電子濃度が増加していくことがわかった。このことよりMgはCIS中ではドナー不純物として働くことが明らかになった。また、Mgのイオン化エネルギーをキャリア濃度の温度依存性から求めたところ53MeVであることがわかった。

口頭

Electrical properties of radiation-damaged CuInSe$$_{2}$$ thin films

吉田 明*; 夏目 聡*; Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 大島 武; 伊藤 久義

no journal, , 

次世代の宇宙用高効率薄膜太陽電池への応用が期待されるCuInSe$$_{2}$$(CIS)半導体へ電子線を照射し電気特性の変化を調べた。RFスパッタ法で作製した多結晶n型CISをCu$${2}$$Se$${3}$$とともに550$$^{circ}$$Cで熱処理することでp型CISを作製し、室温で2MeV電子線を1$$times$$10$$^{15}$$$$sim$$2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$の範囲で照射した。照射した試料の電気抵抗を室温で測定したところ、電子線照射量が1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$まではほとんど変化はないが、それ以上の電子線照射量では急激に抵抗値が増加し、2$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射後には未照射試料の1000倍にも達することが判明した。さらに、電流-電圧特性の温度依存性を結晶粒界モデルを用いて解析した結果、電子線照射量の増加とともにCIS結晶粒界の障壁高さエネルギーが増加することが明らかとなった。これより、本研究で得られた電子線照射よる電気抵抗の増大は、結晶粒界に多量に生成されたキャリア捕獲中心に起因すると考えられる。

口頭

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

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

no journal, , 

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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