摘要
希土類イオンは豊富な発光準位を持ち、発光中心として強誘電材料にドープすると、強誘電分極を利用して希土類イオンの発光波長および強度の動的制御が可能となり、半導体オプトエレクトロニクスデバイスの性能を大幅に向上させる。AlScNは強い残留分極、広いバンドギャップ特性、CMOSプロセスとの高い互換性を持ち、新しい強誘電多機能制御型発光デバイス構築の新たな機会を提供する。本研究では、Er3+ドープがAlScN薄膜の発光および強誘電特性に与える影響を検討した。ドープ濃度の上昇は発光中心数を増加させ、3.6％〜9.4％の濃度範囲ではEr3+発光ピーク強度が増加するが、10％を超える濃度では消光効果により発光が弱まる。Er3+ドープによりAlScNの性能はわずかに劣化するが、9.4％の濃度であっても80 μC/cm2以上の残留分極を保持し、発光と強い強誘電特性の共存を示し、この強誘電材料を用いた多機能・高集積新型発光デバイス設計の基盤を築く。
关键词
AlScN;Er3+;光励起発光;強誘電性
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