2020年 | プレスリリース?研究成果
窒化ガリウム结晶の発光量子効率と光吸収の関係を解明
【発表のポイント】
- 窒化ガリウム自立结晶の発光量子効率*1と光吸収の関係を解明
- 半导体结晶の光吸収スペクトル计测の简便な方法を开発
- 発光効率や点欠陥浓度の测定精度向上により、発光ダイオードやパワートランジスタなど、様々な半导体デバイスの省エネ化に寄与
【概要】
照明や通信、太陽光発電などの分野においては、電気エネルギーと光エネルギーとを相互に変換する発光ダイオード（LED）や半導体レーザ*2、太陽電池などの活用が不可欠です。これら半導体デバイスの性能は、ウェハの構成材料となる結晶の品質に強く左右されます。东北大学多元物质科学研究所 小島 一信 准教授、秩父 重英 教授は、全方位フォトルミネセンス（ODPL）計測法*3にて観測される発光スペクトル（ODPLスペクトル）に特有の双峰性形状が、結晶のもつ光吸収に起因していることを発見しました。
本研究は、高性能な电子デバイスや光デバイスの製造に适する省エネ材料である窒化ガリウム结晶の発光量子効率と光吸収の関係を明らかにするものであり、简便な方法にて半导体结晶の光吸収スペクトル计测を可能にします。
本研究成果は、米国物理協会（AIP）の科学誌「Applied Physics Letters」誌にて、2020年10月28日（米国東部時間）にオンライン公開されました。
本研究の一部は、文科省の「人?環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック?アライアンス」およびキヤノン財団 研究助成プログラム「新産業を生む科学技術」、新学術領域研究「特異構造の結晶科学」の助成を受けています。
【参考画像】 (a) 温度可変全方位フォトルミネセンス（ODPL）計測装置の概略図。(b) 室温および (c) 極低温下において計測されたODPLスペクトルおよび標準PL（SPL）スペクトル。発光強度比ρはODPLスペクトルをSPLスペクトルにて除したもの。光吸収が強いエネルギー領域ではρが1に収束（規格化したODPLスペクトルとSPLスペクトルとが一致）している。
【用语解説】
*1.発光量子効率
対象となる発光材料に（本研究では励起レーザによって）入射?吸収された光子数に対する、発光に利用された光子数の割合のこと。
*2. 半導体レーザ
光通信や颁顿?顿痴顿などの光メディアの情报読み込み?书き込みなどに利用される、指向性の高いレーザ光を放出する半导体光デバイスのこと。
*3. 全方位フォトルミネセンス（ODPL）法
积分球を使った分光法の一つ。基础吸収端エネルギー以上の光の放出方向が决まっていることを利用し、结晶の発光効率を再现性良く测定できる。
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
准教授 小島 一信（こじま かずのぶ）
教 授 秩父 重英（ちちぶ しげふさ）
電話： 022-217-5363
E-mail： kkojima*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所 広報情報室
電話： 022-217-5198
E-mail： press.tagen*grp.tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）