研究者業績
基本情報
- 所属
- 上智大学 理工学部機能創造理工学科 准教授
- 学位
- 博士(工学)(東京農工大学)
- 研究者番号
- 50444112
- J-GLOBAL ID
- 201801000291501271
- researchmap会員ID
- 7000023348
2006-2018、 国立大学法人東京農工大学大学院工学研究院、III族窒化物半導体、III族酸化物半導体結晶に関するエピタキシャル成長および理論解析について研究
2018-現在 上智大学理工学部機能創造理工学科、III族窒化物半導体、III族酸化物半導体結晶に関する結晶成長、デバイス応用、理論解析について研究
(研究テーマ)
III族酸化物半導体結晶成長
前駆体二段階生成HVPE法によるInN成長
III族窒化物半導体成長
受賞
4論文
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Applied Physics Letters 128(26) 263303 2026年6月29日 査読有りRed emission remains a major bottleneck for practical full-color micro-light-emitting diodes (microLEDs) because the quantum efficiencies of InGaN decrease in the long-wavelength region. To enhance red emission, this study developed a honeycomb-latticed InGaN/GaN nanocolumn array integrated with an Ag-based plasmonic LED structure. Finite-difference time-domain simulations were used to optimize the lattice parameters, identifying a = 220 nm and D = 190 nm as the optimal geometries. This design provided an electric-field enhancement of approximately 4.5 at λ = 623 nm, indicating strong surface plasmon polariton coupling in the red region. A device fabricated with the same parameters exhibited up to a 6.3-fold photoluminescence enhancement under surface excitation, outperforming the 5.9-fold enhancement previously achieved under backside excitation. These results demonstrate that honeycomb-latticed plasmonic engineering is effective for boosting red emission in InGaN-based structures and offers a promising route to high-efficiency red microLEDs.
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Applied Physics Letters 128(16) 161102 2026年4月20日 査読有りInGaN-based light-emitting diodes (LEDs) exhibit excellent emission efficiency in the blue spectral region but experience severe degradation of external quantum efficiency in the red region, primarily due to lattice strain and increased defect density. To address this limitation, we introduced surface plasmon polaritons into InGaN/GaN nanocolumn (NC) arrays arranged in a honeycomb lattice to enhance red-light emission. Deposition of Ag films on the photonic crystal NCs generated plasmonic crystals that allowed precise control of photonic–plasmonic band interactions. Angle-resolved photoluminescence measurements combined with electromagnetic field analysis revealed that strong coupling occurs when photonic and plasmonic field modes are spectrally and spatially matched. Rabi splitting was observed due to the strong coupling between photonic and plasmonic band states, and a 9.6-fold enhancement in red emission was achieved through the combined effects of strong and weak coupling. This controllable strong coupling between photonic and plasmonic band states provides a promising approach for overcoming the intrinsic efficiency limitations of InGaN-based red LEDs while simultaneously enhancing their optical functionality.
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Japanese Journal of Applied Physics 65(7) 075504-075504 2026年4月17日 査読有り筆頭著者Abstract Thermodynamic analysis of β -Ga 2 O 3 growth by oxide vapor-phase epitaxy using Ga 2 O and H 2 O precursors was conducted, supported by preliminary growth experiments. Calculations clarify practical growth windows as functions of temperature, the H 2 mole fraction in the carrier gas, the input VI/III ratio, and the input partial pressure of Ga 2 O ( ). The analysis revealed that sustained β -Ga 2 O 3 growth above 1000 °C requires careful control of the H 2 mole fraction to balance precursor generation and thermodynamically driven etching. Phase diagrams were constructed as functions of temperature, , and input VI/III ratio, which delineate the growth and etching regimes. β -Ga 2 O 3 was grown on (0001) sapphire substrates, and the experimentally derived driving forces agree well with the thermodynamic predictions. The results demonstrate that β -Ga 2 O 3 growth using Ga 2 O and H 2 O can be effectively controlled based on thermodynamics, offering a chloride-free, safer alternative for power-device-grade drift layers.
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physica status solidi (a) 222(23) e202500261 2025年9月17日 査読有りUsing nanotemplate selective‐area growth methods, InGaN/GaN nanocolumn arrays with bulk‐InGaN active layers are fabricated on AlN/Si(111) substrates by varying the nanocolumn period ( L = 200–400 nm) and InGaN growth time ( t InGaN = 5–20 min). For t InGaN = 12 and 20 min, the photoluminescence emission peak wavelength ( λ ) increases with L . Red emission is observed over a wide range of L (220–300 nm) at t InGaN = 12 min, and the emission color shifts from green to red at t InGaN = 20 min as L increases from 200 to 320 nm. In contrast, for t InGaN = 5 and 8 min, λ shifts toward shorter wavelengths with increasing L . Specifically, at t InGaN = 8 min, three distinct emission regions—red, green, and blue—are achieved within the bulk InGaN, with the emission switching from red to green to blue as L increases, where high‐purity red ( λ = 622 nm), green (544 nm), and blue (477 nm) emissions are obtained for L = 200, 300, and 400 nm, respectively. Notably, red–green–blue‐emitting nanocolumn arrays are achieved in a single‐growth process, with red emission realized even in thin nanocolumns where the nanocrystalline effect is pronounced.
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Japanese Journal of Applied Physics 64(2) 028004-028004 2025年2月1日 査読有り
MISC
77-
応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 76th ROMBUNNO.16P-4C-7 2015年8月31日
講演・口頭発表等
427-
2016 MRS Fall Meeting and Exhibit 2016年11月29日 MRS
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International Workshop on Nitride Semiconductors 2016 (IWN 2016) 2016年10月5日 IWN
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International Workshop on Nitride Semiconductors 2016 (IWN 2016) 2016年10月4日 IWN 招待有り
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11th European Conference on Silicon Carbide & Related Materials (ECSCRM 2016) 2016年9月26日 招待有り
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German-Japanese Gallium Oxide Technology Meeting 2016 2016年9月9日 招待有り
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German-Japanese Gallium Oxide Technology Meeting 2016 2016年9月7日 招待有り
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The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18) 2016年8月11日
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The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18) 2016年8月10日 招待有り
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The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18) 2016年8月9日 招待有り
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The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18) 2016年8月9日 招待有り
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35th Electronic Materials Symposium (EMS-35) 2016年7月7日 EMS
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35th Electronic Materials Symposium (EMS-35) 2016年7月6日 EMS 招待有り
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2016 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2016) 2016年7月5日 招待有り
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74th Device Research Conference (74th DRC) 2016年6月21日
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応用物理学会結晶工学分科会第145回研究会「ワイドギャップ半導体を支えるバルク基板とエピ技術」 2016年6月3日 応用物理学会結晶工学分科会 招待有り
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International Conference on Light-Emitting Devices and Their Industrial Applications ’16 (LEDIA ’16) 2016年5月19日
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2016 E-MRS Spring Meeting and Exhibit 2016年5月4日 招待有り
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Photonics West 2016年2月15日 招待有り
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Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG 2015) 2015年12月15日 3CG 招待有り
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Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG 2015) 2015年12月15日 3CG 招待有り
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18th International Workshop on Physics of Semiconductor Devices (IWPSD 2015) 2015年12月8日 招待有り
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2015 MRS Fall Meeting and Exhibit 2015年12月1日 MRS
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The 6th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-6) 2015年11月11日 ISGN
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The 6th International Symposium on Growth of III-Nitrides (ISGN-6) 2015年11月10日 ISGN
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International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials 2015 (IWGO 2015) 2015年11月6日 IWGO
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International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials 2015 (IWGO 2015) 2015年11月6日 IWGO
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International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials 2015 (IWGO 2015) 2015年11月5日 IWGO
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International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials 2015 (IWGO 2015) 2015年11月5日 IWGO
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International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials 2015 (IWGO 2015) 2015年11月4日 IWGO
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International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials 2015 (IWGO 2015) 2015年11月4日 IWGO
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9th International Workshop on Bulk Nitride Semiconductors (IWBNS-IX) 2015年11月4日 IWBNS 招待有り
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37th IEEE Compound Semiconductor IC Symposium (CSICS 37) 2015年10月13日 IEEE 招待有り
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Workshop on Oxide Electronics 22 (WOE 22) 2015年10月8日 招待有り
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独立行政法人 日本学術振興会 ワイドギャップ半導体光・電子デバイス第162委員会 薄膜第131委員会 合同研究会 2015年10月2日 独立行政法人 日本学術振興会 ワイドギャップ半導体光・電子デバイス第162委員会 薄膜第131委員会 招待有り
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2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2015) 2015年9月29日 SSDM
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The 2015 E-MRS Fall Meeting and Exhibit 2015年9月16日 MRS
所属学協会
4共同研究・競争的資金等の研究課題
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公益財団法人 村田学術振興・教育財団 第41回(2025年度)研究助成 2025年9月 - 2027年8月
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九州大学応用力学研究所 九州大学応用力学研究所令和8 年度共同研究 2026年4月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2024年4月 - 2027年3月
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公益財団法人池谷科学技術振興財団 2025年度単年度研究助成 2025年4月 - 2026年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 2022年4月 - 2025年3月