開学40周年記念事業

文字サイズ
検索

学部・大学院

ホーム > 学部・大学院 > 教員紹介 > 電気・電子情報工学系 > 関口 寛人(せきぐちひろと)

関口 寛人(せきぐちひろと)

所属 電気・電子情報工学系
兼務
職名 准教授
専門分野 結晶成長、半導体デバイス工学
学位 博士(工学) (上智大学)
所属学会 応用物理学会、日本結晶学会
E-mail sekiguchi@ee
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://www.int.ee.tut.ac.jp/oeg/

研究紹介

 今日,半導体は我々の生活の至るところで用いられ,欠かすことのできない生活の一部となっている.半導体の材料には良く知られたシリコンを始め,ガリウム砒素やガリウムリンなどが利用されています.本研究室ではその中でも窒化物半導体に着目し研究を進めています.
 窒化物半導体は青色・緑色の発光デバイスやパワーデバイスを中心として多岐に渡るデバイスが実現され,実用化に至っています.最近では,窒化物半導体を用いた緑色レーザが実現され,レーザーディスプレイのような高画質ディスプレイや網膜に直接映像を投射する網膜スキャンディスプレイなどへの応用が期待されています.また高効率太陽電池や照明用白色LED、太陽光による人工光合成システムなどへの応用も期待できます.
 本研究室では,高効率発光を実現できる希土類元素を窒化物半導体に添加することで従来技術では成し得なかった発光デバイスの作製に取り組んでいます.

テーマ1:希土類元素添加窒化物半導体結晶の作製

概要
半導体中での希土類イオンの発光機構

 希土類元素はすでに蛍光体や固体レーザなどに応用され,フォトニクスの分野を牽引していました.しかしながら,これらのデバイスサイズが大きいため,デバイスの低消費電力化や集積化が困難です.
 本研究では,希土類元素が持っている能力を最大限に発揮するため,半導体への希土類添加を試みています.
 希土類添加半導体は電流注入により希土類イオンを励起できるため,希土類イオンの有する特異な特徴を活用することができます.希土類イオンからの発光は再結合過程に基づくものではなく,母体材料に生成された電子正孔対の再結合エネルギーの移送を受けた内殻電子の電子遷移に基づくため,超狭線幅や発光波長の温度安定性,利得狭帯による超低閾値の新たな概念のデバイスの実現が期待できます.
 本研究では,分子線エピタキシー法を用いて,希土類添加窒化物半導体を作製し,その結晶評価や光物性を調べることで従来にない新規的なデバイスの実現への可能性について模索しています.

主な研究業績:
◇ Hiroto Sekiguchi, Yasufumi Takagi, Tatsuki Otani, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara, “Emission enhancement mechanism of GaN:Eu by Mg codoping”, Journal of Applied Physics, 113 (2013) 013105.
◇Yasufumi Takagi, Takanobu Suwa, Hiroto Sekiguchi, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara, “Effect of Mg codoping on Eu3+ luminescence in GaN grown by ammonia molecular beam epitaxy”, Applied Physics Letter 99 (2011) 171905.

キーワード

希土類元素、窒化物半導体、結晶成長、光物性評価

テーマ2:Eu添加窒化物半導体を用いた赤色デバイスの作製

概要
Eu添加窒化物半導体を用いた赤色LED

 希土類イオンの中でもEuイオンは強い赤色発光示すことが知られている.窒化物半導体にEuイオンを添加した結晶を用いて赤色デバイスの実現を目指している.窒化物半導体でこれまでに窒化物半導体によるPN接合を作製し,Eu添加層を活性層とすることで赤色LEDの作製に成功した.更なる高効率化を目指してデバイス構造の最適化や結晶成長技術の開発を進めている.

主な研究業績:
◇ Hiroto Sekiguchi, Yasufumi Takagi, Tatsuki Otani, Ryota Matsumura, Hiroshi Okada, and Akihiro Wakahara, “Red Light-Emitting Diodes with Site Selective GaN:Eu Active Layer”, Japanese Journal of Applied Physics 52 (2013) .
◇ Akihiro Wakahara, Hiroto Sekiguchi, Hiroshi Okada, and Yasufumi Takagi, “Current status for light-emitting diode with Eu-doped GaN active layer grown by MBE”, Journal of Luminescence 132 (2012) 3113.

キーワード

希土類元素、発光デバイス

担当授業科目名(科目コード)

電気回路IB、量子力学I、電気・電子情報工学実験II


ページトップへ