研究紹介

主任研究員研究室

平山量子光素子研究室

主任研究員 平山 秀樹 (D.Eng.)
平山 秀樹 (D.Eng.)

深紫外(波長200-350nm)やテラヘルツ(THz)周波数帯の半導体レーザ、LEDなど、これまで実現が難しかった未開拓半導体発光素子は、殺菌や医療、高密度光記録、生化学産業、化学工業、各種非破壊・透視検査など広範囲にわたる新たな応用分野への展開が期待され、それらの開発が強く求められております。当研究室では、新規半導体材料の結晶成長技術の開拓、ならびに、原子・ナノスケール人工構造による電子・光制御の導入により、革新的な半導体発光素子を実現する研究を行っております。これまで、ワイドギャップ半導体の新規結晶成長法の考案による世界最高品質結晶の実現とそれを用いた発光効率の飛躍的向上や、新しい原理に基づく量子へテロ構造・フォトニックナノ構造の導入により、実現が難しいとされてきた未踏波長領域の深紫外LED、テラヘルツ量子カスケードレーザを実現し、さらにそれらの限界性能の追及を行ってきました。新しい発光素子の実現とそれらの高性能化により様々な応用分野が切り開かれ、今後の産業発展への大きな貢献が期待されます。

研究主分野

工学

研究関連分野

総合理工

半導体 / ヘテロ構造 / 光物性

キーワード

  • 深紫外LED
  • 窒化物半導体
  • テラヘルツ量子素子カスケードレーザー
  • 結晶成長
  • サブバンド間遷移

主要論文

  1. Takano, T., Mino, T., Sakai, J., Noguchi, and Hirayama, H.:
    "Deep-ultraviolet light-emitting diodes with external quantum efficiency higher than 20% at 275 nm achieved by improving light-extraction efficiency"
    Applied Physics Express, Vol. 10, No. 3, pp. 031002-1-4 (2017).
  2. Yun, J. and Hirayama, H.:
    "Investigation of the light-extraction efficiency in 280 nm AlGaN-based light-emitting diodes having a highly transparent p-AlGaN contact layer"
    Journal of Applied Physics, Vol. 121, No. 1, 013105-1-9 (2017).
  3. Jo, M., Oshima, I., Matsumoto, T., Maeda, N., Kamata, N. and Hirayama, H:
    "Structural and electrical properties of semipolar (11‐22) AlGaN grown on m‐plane (1‐100) sapphire substrates"
    physica status solidi c, Vol. 14, No. 8, pp. 1600248-1-3 (2017).
  4. Tran, B. T., Hirayama, H., Jo, M., Maeda, N., Inoue, D. and Kikitsu, T.:
    "High-quality AlN template grown on a patterned Si (111) substrate"
    Journal of Crystal Growth, Vol. 468, No. 15, pp. 225-229 (2017).
  5. Tran, B. T., Maeda, N., Jo, M., Inoue, D., Kikitsu, T. and Hirayama, H:
    "Performance improvement of AlN crystal quality grown on patterned Si (111) substrate for deep UV-LED applications"
    Scientific Reports, Vol. 6, Article number. 35681 (2016).
  6. Jo, M., Maeda, N. and Hirayama, H:
    "Enhancement of light extraction efficiency in 260 nm light-emitting diode with a highly transparent p-AlGaN layer"
    App. Phys. Express, Vol. 9, No. 1, p. 01202-1-3 (2016).
  7. Tran, B. T., Hirayama, H., Maeda, N., Jo, M., Toyoda, S. and Kamata, N.:
    "Direct growth and controlled coalescence of thick AlN template on micro-circle patterned Si substrate"
    Scientific Report, Vol. 5, pp. 14734 (2015).
  8. Yun, J., Shim, J. I. and Hirayama, H.:
    "Analysis of efficiency droop in 280 nm AlGaN multiple-quantum-well light-emitting diodes based on carrier rate equation"
    Appl. Phys. Express, Vol. 8, No. 2, pp. 022104-1-3 (2015).
  9. Hirayama, H., Maeda, N., Fujikawa, S., Toyoda, S. and Kamata, N.:
    "Recent progress and future prospects of AlGaN-based high-efficiency deep-ultraviolet light-emitting diodes"
    Jap. J. Appl. Phys. (Selected Topic), Vol. 53, No. 10, pp. 100209 1-10 (2014).
  10. Lin, T. T. and Hirayama, H.:
    "Improvement of operation temerature in GaAs/AlGaAs THz-QCLs by utilizing high Al conposition barrier"
    Phys. Status Solidi (c), Vol. 10, No. 11, pp. 1430-1433 (2013).

メンバーリスト

主宰者

平山 秀樹
主任研究員

メンバー

定 昌史
研究員
寺嶋 亘
研究員
前田 哲利
技師
尹 柱仙
特別研究員
鎌田 憲彦
客員研究員
鹿嶋 行雄
客員技師
松浦 恵里子
客員技師
森島 嘉克
客員技師

お問い合わせ先

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1 研究交流棟 W514
Tel: 048-467-9387
Fax: 048-462-4647

hirayama [at] riken.jp
※[at]は@に置き換えてください。

関連リンク

最新の研究成果

研究年次報告書