超薄膜InN／（In）GaN量子井戸活性層を用いた新規青緑域発光デバイス

摘要

1 monolayer (ML) thick InN quantum well (QW) with InGaN barrier grown by radio-frequency plasma assisted molecular beam epitaxy (rf-MBE) is proposed for a new active layer of blue-green light emitters. Compared with previously reported 1 ML thick InN/GaN QWs, extended emission wavelength up to pure green region (~530 nm) is expected for these QWs with InGaN barriers. It is found that for the InN/InGaN QW structure, in which the InGaN layer is used as a barrier instead of GaN, very thin InN well layers are basically formed in the same manner as the InN/GaN QWs. Bluish-green emission is observed in the QW light-emitting diode (LED) and no blue shift is observed in electroluminescence spectra from the LED for various current levels, indicating an enhancement in the quantum efficiency by inserting the ultrathin InN well leading to suppression of the quantum confined Stark effect.%高効率青緑域発光デバイスへの応用を目指した1分子層InN／InGaN／GaN量子井戸構造の結晶成長およびその発光ダイオードの試作評価を行った。従来報告してきた1分子層InN／GaN量子井戸構造では、主に380nm~430nm域でのみ発光が観測されたのに対し、1分子層InN層とInGaN混晶を組み合わせた新規構造では約540nmの緑色域まで長波長化が可能であることがわかった。またこの構造を活性層とした発光ダイオードのElectroluminscenceスペクトルの注入電流依存性を評価したところ、約500nm域の発光領域においてもブルーシフトは観測されなかった。これは超薄膜InN井戸層形成効果による量子閉じ込めシュタルク効果の低減を示しており、本研究で提案する超薄膜InNナノ構造が新規高効率青緑域発光デバイスの活性層として有望であることがわかった。