発光増強前後における励起スペクトルプロファイルの比較

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ウム非被覆部位とまったく異なる挙動を示している。全波長域において非被覆 部位よりも励起スペクトルの強度が増加しているが、各励起波長における増強 度は

GaN

のバンドギャップに相当する

365 nm

よりも長波長域側と短波長側で 大きな差異がみられた。

Figure3-4 (b)

に

340 nm

および

440 nm

の励起波長でサン プルのアルミニウム非蒸着部位を励起した際の発光スペクトルを規格化して示 した。これらの発光スペクトルはほぼ同じプロファイルを示しており、いずれの 場合も

QW

からの緑色発光を検出できていることを示している。しかしその増

強機構は

365 nm

よりも長波長域側と短波長側で異なると考えられる。

GaN

のバンドギャップに当たる

365 nm

から~450 nmまでの可視光域の広い励 起波長域においては、アルミニウム薄膜の存在により数十倍の特に顕著な増強 が得られた。最も大きな増強度は顕微鏡下での場合と同様の

~80

倍に至った。長 波長側の励起波長域において増強度が周期的に変化しているのが見られるが、

これはおそらく

InGaN

系

QW

の多層構造による光干渉に由来するものと考えら れる。

逆に

GaN

のバンドギャップよりも短波長側の励起波長域においては長波長側 に比べ増強度としては非常に小さく、アルミニウム薄膜の存在により

~4

倍の増 強にとどまった。GaN のバンドギャップより短波長側での吸光係数は~10^-5

cm

^-1 であるため、この波長域の励起光は

4 μm

の

GaN

により完全に吸収され、アル ミニウム

/GaN

界面に届かないものと考えられる。したがって励起光

-SP

間の共 鳴が起きることはなく、その影響が発光増強に関与することもない。つまりこの 波長域において得られた~4 倍の発光増強には、励起効率の寄与は含まれておら ず、すべて

EQE

の上昇に由来するものと判断できる。この

EQE

上昇由来の増強 効果は長波長領域においても同様に寄与していると考えられる。従って可視光 域において得られた

~80

倍の発光増強において、

EQE

が増強した効果を除くと、

励起光-SP間の共鳴によって~20倍の励起効率上昇効果が得られたと結論できる。

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Figure 3-4 (a) アルミニウム被覆部位（緑）、非被覆部位（黒）から得られた励

起スペクトル及び発光増強度の励起波長依存性（赤）. (b) 励起波長340 nm（青）

及び440 nm（赤）におけるPLスペクトルのプロファイル比較

（ a ）

（ b ）

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ドキュメント内 金属被覆InGaN/GaN 系量子井戸の発光増強機構に関 する研究 (ページ 64-67)