【発表のポイント】

• 極低温（約-261℃）下において、窒化ガリウムの発光効率の計測に成功
• 発光強度と発光効率の温度に対する依存性の違いを明確化
• パワートランジスタや発光ダイオードなど、様々な半導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*1、太陽電池などが活用されています。これら半導体デバイスは、ウェハと呼ばれる結晶基板上に作られるため、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。なかでも窒化ガリウム（GaN）は、高性能な電子デバイスや光デバイスの製造に適する省エネ材料の一つとして注目されています。東北大学多元物質科学研究所 小島 一信 准教授、秩父 重英 教授は、浜松ホトニクス株式会社の池村賢一郎氏と協力し、全方位フォトルミネセンス（ODPL）法*2を用いて、極低温下における窒化ガリウム結晶の絶対発光効率計測*3に成功しました。

本研究は、従来手法では測定できなかった極低温下における発光効率の絶対測定を可能とし、GaNの発光効率を低下させる要因を明らかにするものです。

本成果は応用物理学会と日本物理学会との協同内部組織である物理系学術誌刊行センター (PCPAP)の科学誌Applied Physics Express誌にて9月11日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。

【用語解説】

*1. 半導体レーザ
光通信やCD?DVDなどの光メディアの情報読み込み?書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導体光デバイスのこと。

*2. 全方位フォトルミネセンス（ODPL）法
積分球を使った分光法の一つ。基礎吸収端エネルギー以上の光の放出方向が決まっていることを利用し、結晶の発光効率を再現性良く測定できる。

*3. 絶対発光効率計測
発光効率とは、対象となる発光材料に（本研究では励起レーザによって）入力したエネルギーのうち、発光に利用される割合のこと。また、絶対計測とは標準試料との比較無しに、物理量を計測すること。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学多元物質科学研究所
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）

（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所　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）