★走査型電子顕微鏡とカソードルミネセンス法を組み合わせることにより量子ナノ構造の光学評価が可能となります。
これにより
○ 局所的な欠陥構造と発光プロセスの対応を把握
○ 量子ナノ構造を視覚的に検証
することが出来ます。
得られる結果は、窒化物半導体の材料特徴を有効に引き出して素子性能に反映させるための有用な情報となります。
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試料からの発光は、光ファイバーを用いず、試料直上に設置したミラーで反射させ分光器に直接導入されます。また、試料ホルダーは、液体ヘリウムにより4.2Kまで冷却することが出来ます。 |
電子顕微鏡/カソードルミネセンス
（SEM/CL）装置 |
装置模式図 |
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スペクトル測定は主に二通りあります。
①電子線を高速状態で広い領域を走査しながら行う場合（wide-area CL）
②電子線を静止し、局所測定を行う場合
（spot excitation CL）
この他、単一波長に固定し、カソードルミネセンスの単色二次元像を得ることもできます。
左図は、InGaN単一量子井戸からの局所発光を世界で初めて観測した結果です。
混晶組成不均一性やＩｎの偏斥等に起因する励起子局在状態の存在を示唆する結果が得られました。単色マッピング像から、励起子局在状態は量子ディスクサイズ（50nm程度）以下の大きさで分布していることが明らかになりました。 |
InGaN単一量子井戸からのカソードルミネセンス
Appl. Phys. Lett., 71, 2346 (1997). |
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