ウルツ鉱構造 InP/AlInPコア-マルチシェルナノワイヤーと発光ダイオードへの応用

情報科学専攻情報エレクトロニクスコース 集積電子デバイス研究室
博士後期課程1年
鄭 子燁(Zheng Ziye)(Nationality: China, Year of enrollment: 2024)
発光ダイオード(LED)は、p-n接合を利用した固体半導体デバイスです。白色LEDはディスプレイ技術において大きな注目を集めており、大幅な省エネルギーに寄与します。現在、商業的に白色LEDを製造する主な方法は、青色LEDと黄色蛍光体を組み合わせることです。しかし、青色LEDに使用される窒化物関連材料は、格子欠陥と結晶品質が低下するため、黄色発光領域で効率が低下します。赤色LEDに使用されるヒ素/リン系化物混晶材料も、バンドギャップが間接的となるため、黄色領域で効率が低下します。私の研究は、選択領域成長を使用して黄緑色領域の効率ギャップを解決することを目指しています。ウルツ鉱構造(WZ)のAlInPは候補となる材料であり、それは結晶相が閃亜鉛鉱構造(ZB)からWZに遷移すると、バンドギャップが間接から直接に変わるからです。ナノワイヤー(NW)構造は、成長温度、V/III比、ドーピング量などの成長パラメータを適切に変化させることで結晶相転移を制御することができます。研究が完成すれば、高効率の真の白色LEDが実現され、膨大なエネルギーの節約につながる可能性があります。
毎週月曜日にミーティングがあります。ミーティングでは、全員が自分の研究進捗を報告するためスライドを使って話をします。報告の頻度は学年により異なり、例えば博士課程の学生は週に一度、修士課程の学生は二週間に一度のプレゼンテーションが必要です。報告の際には、通常、実験結果をまとめて教授や研究室の学生と議論します。また、どんな学会に参加した後でも、興味を持った研究を共有するため、短く報告する必要があります。これは、最近の進歩を把握するために良い方法です。これは公式のミーティングではないので、誰でも自由に意見を共有したり、質問をしたりすることができます。週1のミーティングでは、自分があまり詳しくない他の研究について学ぶ絶好の機会でもあります!
ほとんどの実験はクリーンルームで行います。装置はそれぞれ異なる研究室のものですが、その研究室に所属していない学生でも許可を得れば使用することができます。私たちの研究室では、エピタキシャル成長のためにスパッタ、電子ビームリソグラフィ(EB)、反応性イオンエッチング(RIE)、有機金属気相成長装置(MOVPE)などの機器を使用しています。これらの機器に慣れると、基板の準備から結晶成長までの全ての実験を自分たちだけで行うことができます。私たちの研究室グループのメンバーは、新しいメンバーにどのようにこれらの機器を使用するかを丁寧・熱心に教えます。結晶成長の実験以外にも、LEDなどのデバイスを製作し、その電子的特性を評価することもあります。実験のスケジュールを自由に調整し、必要に応じて作業時間を調整できます。
コアタイムは通常、午前9時から午後5時までです。学期の始まりには、単位取得科目と研究の間で作業時間を調整させる必要があるため、少し忙しくなります。しかし、研究で遭遇するすべての問題については、メンバーや教授からアドバイスや支援を求めることができます。私は通常、指導教員の冨岡先生と自分の研究について議論します。先生は学生たちの研究計画について議論し、個々に素晴らしい提案をしてくれます。また、私たちの研究室は国内外の学術会議で活発に活動しています。そのため、私たちのグループの全員が、自分たちの最近の研究をさまざまな場所で発表する機会がたくさんあります。これはまた、私たちがさまざまな食べ物や文化を体験するためちょっとした旅行に出かける機会にもなります。私たちのグループに新しいメンバーが加わったときには歓迎パーティーを開き、年末には忘年会を開催して私たちの仕事を報いたり、札幌でビアガーデンなどの祭りを一緒に楽しんだりします。
中国人学生として、この研究室での生活は忙しいですが充実しています。実験で数え切れないほどの失敗を経験しましたが、教授やグループのメンバーの助けを借りて一つずつ克服していくことで、研究者としての仕事の仕方を学んできました。全てのメンバーは他人に対して友好的で、誰かが困っているときには助けてくれます。大学では季節ごとの活動やイベントがたくさん開催され、大勢の人々がキャンプに集まって一緒に祝います。私はいつも研究の後に楽しい時間を過ごしています。フィットネスルームも利用可能で、毎週運動をして健康を保つことができます。時々、外国の学生が私たちの研究室に来て、数日間または数ヶ月間インターンシップを行うために滞在しますので、他の国の学生とコミュニケーションを取ることができます。
