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 教授(兼任)半導体研究所所長
- 学位
- 工学士(上智大学)工学修士(上智大学)博士(工学)(上智大学)
- 研究者番号
- 90266073
- J-GLOBAL ID
- 200901002456943226
- researchmap会員ID
- 1000167938
1992年 4月~1994年 3月 日本学術振興会 特別研究員
1992年 4月~1994年 3月 上智大学 理工学部 客員研究員
1994年 4月~2006年 3月 上智大学 理工学部 助手
2006年 4月~2008年 3月 上智大学 理工学部 講師
2008年 3月~2015年 3月 上智大学 理工学部 准教授
2015年 4月~現在 上智大学 理工学部 教授
1995年11月~1996年 7月 通産省 電子技術総合研究所 通商産業技官(非常勤)
1996年 8月~1998年 3月 通産省 電子技術総合研究所 外来研究員(非常勤)
専門領域:半導体工学、光・量子エレクトロニクス、ナノ結晶工学、有機半導体デバイス
担当科目:アナログ電子回路、光エレクトロニクス、光デバイス工学(院)、機能創造理工学実験・演習1、機能創造理工学実験・演習2、情報フルエンシー「HTMLとCSSを用いたWEBページ作成技法」
(研究テーマ)
窒化物半導体ナノコラム結晶を用いた新しい機能性デバイス材料の開発
InGaNナノコラムの多色発光機構の解明とデバイス応用に関する研究
短波長半導体レーザに関する研究
研究キーワード
14経歴
1-
1992年4月 - 1994年3月
学歴
1-
1983年4月 - 1987年3月
受賞
2-
2005年
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1995年
論文
231-
Extended Abstract of the 2023 International Conference on Solid State Devices and Materials 2023年9月 査読有り最終著者責任著者
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Extended Abstract of the 2022 International Conference on Solid State Devices and Materials 2022年9月 査読有り最終著者責任著者
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Japanese Journal of Applied Physics 61(SC) SC1078-SC1078 2022年3月25日 査読有り最終著者責任著者Abstract The fabrication technology for photonic crystals (PhCs) pertaining to the near-infrared region is mature, and the development of highly functional PhCs using low-symmetry nanoholes is rapidly progressing. In the visible region, InGaN/GaN systems that have good luminescent and electrical properties are the most promising candidate materials for such types of highly functional PhCs, but the development is not progressing. In this study, we report on the basic design parameters and a new fabrication method for InGaN/GaN-based PhC membranes by combining hydrogen environment anisotropic thermal etching based on hydrogen-assisted thermal decomposition and nitric acid wet etching of the AlInN sacrificial layer. Using this method, we fabricated high-quality InGaN/GaN multiple-quantum-well PhC membrane structures having six-membered rings of well-formed fine equilateral triangular nanoholes with a side length of 100 nm. Enhanced green room-temperature photoluminescence with an intensity nine times higher than that of as-grown wafers was observed for the PhC membrane.
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Journal of Crystal Growth 575 126338-126338 2021年12月 査読有り最終著者
MISC
87-
日本物理学会講演概要集 68(1) 790-790 2013年3月26日
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日本物理学会講演概要集 68(1) 848-848 2013年3月26日
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26aEH-11 窒化物半導体ナノコラムにおけるレーザー発振(26aEH 領域5,領域1合同 フォトニック結晶・メタマテリアル・プラズモニクス,領域1(原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理))日本物理学会講演概要集 68(1) 194-194 2013年3月26日
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電子情報通信学会技術研究報告. OME, 有機エレクトロニクス 112(57) 25-29 2012年5月17日エレクトロスプレー法の一種であり、ノズル近傍に引出電極を装荷したナノミスト堆積(NMD)法を用いて、緑色発光高分子であるF8BT薄膜の成膜特性を評価した。電極-基板間距離を広げることにより塗布領域は線形に拡大し、直径47mm程度の領域に成膜が可能であった。成膜条件の制御により表面粗さ(Ra)4.9nm程度の平坦な成膜が得られた。また、AZO/F8BT/MoO_3無機有機複合型LEDのF8BT層成膜にNMDを用い、スピンコート法と遜色無い良好な電気特性と発光特性を得た。さらに、TPD/F8BT/BCP:低分子/高分子/低分子積層構造OLEDをNMD法で作製し明瞭な整流特性と電流注入発光を得ることにより、有機多層構造の形成が可能であることを実証した。
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日本物理学会講演概要集 67(1) 748-748 2012年3月5日
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電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 111(290) 127-130 2011年11月17日規則配列GaNナノコラムを貫通転位を含まない高品質テンプレートとして用い、活性層に高In組成InGaN、p型層にMgドープ低In組成InGaNを成長し、近赤外発光ナノコラムLEDを作製した。電気特性及び電流注入発光特性を評価したところ、室温において立ち上がり電圧〜1Vの明瞭な整流特性が得られ、波長1.46μmの近赤外EL発光を観測した。また活性層及びp型層のIn組成は発光波長、STEM-EDX、制限視野電子線回折よりそれぞれ〜87%、〜31%であると見積もられた。以上の結果から、窒化物半導体による最も長波長である光通信波長帯域における1.46μm LEDのデモンストレーションに初めて成功し、InGaN系材料による近赤外発光デバイス応用が可能であることを示唆した。
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電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2011(1) 247-247 2011年8月30日
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日本物理学会講演概要集 66(2) 182-182 2011年8月24日
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日本物理学会講演概要集 66(2) 734-734 2011年8月24日
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日本物理学会講演概要集 66(2) 671-671 2011年8月24日
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日本物理学会講演概要集 66(2) 789-789 2011年8月24日
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日本物理学会講演概要集 66(1) 712-712 2011年3月3日
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電子情報通信学会総合大会講演論文集 2011(1) 262-262 2011年2月28日
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日本物理学会講演概要集 65(2) 139-139 2010年8月18日
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日本物理学会講演概要集 65(2) 139-139 2010年8月18日
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日本物理学会講演概要集 65(2) 711-711 2010年8月18日
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日本物理学会講演概要集 65(2) 735-735 2010年8月18日
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日本物理学会講演概要集 65(1) 789-789 2010年3月1日
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電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 109(288) 13-16 2009年11月12日RF-MBE法によりサファイア(0001)基板上にMoマスクを用いてInNの選択成長を試みた。開口部直径433nmのマスク上に成長した直径1μm、高さ1.5μm、周期1μmの規則配列InN結晶から、ピークエネルギー0.63eV、半値幅54meVの鋭い室温PL発光が観測され、選択成長による結晶性の著しい向上が確認された。これはナノ構造及び横方向成長効果による貫通転位の低減が寄与しているためであると考えられる。
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電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料 109(289) 13-16 2009年11月12日RF-MBE法によりサファイア(0001)基板上にMoマスクを用いてInNの選択成長を試みた。開口部直径433nmのマスク上に成長した直径1μm、高さ1.5μm、周期1μmの規則配列InN結晶から、ピークエネルギー0.63eV、半値幅54meVの鋭い室温PL発光が観測され、選択成長による結晶性の著しい向上が確認された。これはナノ構造及び横方向成長効果による貫通転位の低減が寄与しているためであると考えられる。
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日本物理学会講演概要集 64(2) 666-666 2009年8月18日
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日本物理学会講演概要集 64(1) 158-158 2009年3月3日
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日本物理学会講演概要集 64(1) 158-158 2009年3月3日
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日本物理学会講演概要集 64(1) 727-727 2009年3月3日
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日本物理学会講演概要集 64(1) 728-728 2009年3月3日
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電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 108(321) 7-11 2008年11月20日GaNナノコラムは、自己組織的に成長する直径100nm程度、高さ1μm程度の柱状結晶で、貫通転移を含まないことから結晶性に優れ、誘導放出光も観察されている。一方、GaNナノコラムは基板上にランダムに配置していることから、2次元ランダム系ととらえることが出来、光の強い局在効果が期待される。本研究では、ランダム系における光の局在現象の一つであるランダムレージングを、GaN系半導体として初めて観察した。また、コラム密度の異なるサンプル間の比較や、2次元FDTDによるシミュレーション計算より、観察されたランダムレージングと光の強局在の関連性を明らかにした。
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電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 108(321) 1-6 2008年11月20日GaNナノコラムは結晶中に貫通転位を含まず優れた発光特性を有する。我々は可視全域で発光するInGaN/GaN量子井戸ナノコラムLEDの報告を行ってきたが、個々のナノコラムからの発光波長が異なるために発光スペクトルはブロードになる傾向があった。このようなナノコラムLEDの特性を改善するためにはナノコラムの位置と形状の制御が必要である。本研究では、Tiマスクを用いたGaNナノコラムのMBE法による選択成長に成功したので報告する。選択成長は成長温度に強く依存し、900℃以上において選択成長が観測され、過剰な基板温度の増加はナノコラム形状の不均一化を促した。また窒素流量の減少はナノコラムの横方向成長及び選択成長パターンのないTi薄膜上における自己形成GaN結晶の成長を抑制した。InGaN活性層のIn組成を変化させることにより青色から赤色の発光を実現し、規則配列化によるPL半値幅の低減を観測した。直径112nm、周期200nmをもつサンプルにおける低温と室温のPL積分強度比を評価したところ、77%と比較的高い値が得られた。
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日本物理学会講演概要集 63(1) 696-696 2008年2月29日
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電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス 107(253) 13-17 2007年10月4日GaNナノコラムは直径100nm程度の互いに独立した柱状結晶で、結晶中に貫通転位を含まないため優れた発光特性を有する。本研究ではGaN/AlGaN量子ディスクを内在したナノコラム構造によって紫外ナノコラムLEDを作製した。Ni/Au半透明電極を形成して電気特性及び注入発光特性の評価を行ったところ、立ち上がり電圧4.0Vの明瞭なダイオード特性、さらにピーク波長354nmの紫外発光を得た。マクロ領域(φ=500μm)とミクロ領域(φ=50μm)からのEL発光スペクトルを比較したところ、ミクロ領域ではマクロ領域よりも狭いEL半値幅が得られた。これは、それぞれのナノコラムでのGaN量子ディスクの厚さと直径のばらつきに起因するものと考えられる。一方、p型AlGaNのAl組成を8.8、13.1、25.1%と変化させてLEDを成長したところ、Al組成25.1%の場合にEL半値全幅の減少が見られた。これは電子障壁層があるにもかかわらずp-AlGaN層に電子がオーバーフローしている可能性を示唆する結果であり、電子障壁層の最適化が必要であることを示している。今後は、規則配列による形状均一化とデバイス構造の最適化によって、半値幅が狭い高効率なLEDが作製されるものと期待される。
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電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス 107(253) 7-12 2007年10月4日c面サファイア基板上に成長したInGaN/GaNナノコラムを、基板表面に微小ミラー構造を作製したSi基板上に分散させることで、単一InGaN/GaNナノコラムの顕微発光測定、顕微時間分解発光測定を行った。その結果、10本程度の線幅の狭い発光スペクトルを観測した。また、励起光強度を2桁上昇させても、発光ピーク位置は変化しなかった。さらに発光再結合寿命は、c面InGaN量子井戸に比べ2桁以上も早い値を持つことが分かった。以上のことから、InGaN/GaNナノコラムにおいては、内部電界の影響が少なく、さらにナノコラム内に微小な局在発光中心が形成されていることが分かった。
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電子情報通信学会技術研究報告. LQE, レーザ・量子エレクトロニクス 107(125) 29-33 2007年6月22日通信波長帯でのサブバンド間遷移(Intersubband transition:ISBT)は、LOフォノン放出により超高速で緩和するため、光スイッチング素子としての応用が;期待できる。GaN系ISBTは他のISBT試料と比べて特に高速で緩和することができるが、問題点として、サファイア基板との格子不整合によつて生じた貫通転位によるスイッチング効率の低下があげられる。高密度柱状結晶のGaNナノコラムでは、貫通転位を含まない優れた結晶性を有するため、試料の高品質化が望める。そこで我々はGaNナノコラムに多重量子ディスク(MQD)を挿入した試料において、通信波長帯でのISBTによる吸収を確認した。さらに、ポンプ・プローブ法を用いて、ISBT吸収飽和信号の超高速な緩和過程を観測し、性能指数を見積もった。
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電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス 107(124) 29-33 2007年6月22日通信波長帯でのサブバンド間遷移(Intersubband transition:ISBT)は、LOフォノン放出により超高速で緩和するため、光スイッチング素子としての応用が;期待できる。GaN系ISBTは他のISBT試料と比べて特に高速で緩和することができるが、問題点として、サファイア基板との格子不整合によつて生じた貫通転位によるスイッチング効率の低下があげられる。高密度柱状結晶のGaNナノコラムでは、貫通転位を含まない優れた結晶性を有するため、試料の高品質化が望める。そこで我々はGaNナノコラムに多重量子ディスク(MQD)を挿入した試料において、通信波長帯でのISBTによる吸収を確認した。さらに、ポンプ・プローブ法を用いて、ISBT吸収飽和信号の超高速な緩和過程を観測し、性能指数を見積もった。
書籍等出版物
17講演・口頭発表等
802-
2023 International Conference on Solod State Devices and Materials (SSDM 2023) 2023年9月8日
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The 13th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META 2023) 2023年7月21日
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Compound Semiconductor Week 2023 (CSW2023) 2023年6月1日
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Compound Semiconductor Week 2023 (CSW2023) 2023年5月28日
所属学協会
6主要な共同研究・競争的資金等の研究課題
25-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2019年6月 - 2023年3月
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科学技術振興機構 戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 CREST 2018年 - 2023年
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2017年4月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2016年4月 - 2019年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2012年4月 - 2016年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2012年4月 - 2015年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2009年 - 2011年
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2006年 - 2008年
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2006年 - 2008年
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NEDO産業技術研究助成 2002年 - 2006年
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2001年 - 2002年
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 1999年 - 2000年
産業財産権
39その他
16-
2006年10月当日の授業内容に関する小テストを行って授業内容の理解度を確認している。講義時間が若干減るが、むしろ授業に対する学生の集中度が増して講義の効率が高まっている。\n小テストは採点して次回の授業で返却している。回答率の悪い問題に対しては復習を兼ねた解説を行っている。
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2006年4月授業(講義により頻度は異なる)において、進行速度、理解度、取り上げてほしいテーマなどを記述できるリアクションペーパを配布してその場で回収し、次回の授業計画にフィードバックしている。\n特に、学生の理解度を把握をする上で効果が高い。理解度の低いと思われる内容については次回の授業の初めに復習を行っている。
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2006年4月授業終了時に課題を与え、提出期限を次回の授業前日と設定し、次回の授業で課題の解説を行っている。\n授業時間後の復習効果が高まり、復習として効果的である。
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2006年4月コンピュータを用いた授業では、重要なテーマ毎に簡単な演習課題を与え、着実に理解できるような授業構成を心がけている。\n演習時にはTAが個別に対応することで、理解度の異なる学生に対しても綿密な指導ができるよう配慮している。