研究者業績

石谷 善博

イシタニ ヨシヒロ  (Yoshihiro Ishitani)

基本情報

所属
千葉大学 大学院工学研究院 教授
学位
工学修士(1991年3月 京都大学)
博士(工学)(1999年9月 京都大学)

研究者番号
60291481
J-GLOBAL ID
200901064084165774
researchmap会員ID
1000222345

外部リンク

主要な論文

 148
  • Shungo Okamoto, Naomichi Saito, Kotaro Ito, Bei Ma, Ken Morita, Daisuke Iida, Kazuhiro Ohkawa, Yoshihiro Ishitani
    Applied Physics Letters 116(14) 142107-142107 2020年4月6日  査読有り最終著者責任著者
  • Yoshihiro Ishitani, Kensuke Oki, Hideto Miyake
    Japanese Journal of Applied Physics 58 SCCB34 2019年  査読有り筆頭著者責任著者
  • Yoshihiro Ishitani, Tomoyuki Aoki, Hidenori Funabashi, Ken Morita
    Applied Physics Letters 113(19) 192105-192105 2018年11月5日  査読有り最終著者責任著者
  • Kensuke Oki, Bei Ma, Yoshihiro Ishitani
    PHYSICAL REVIEW B 96(20) 205204 2017年11月  査読有り最終著者責任著者
    Population distributions and transition fluxes of the A exciton in bulk GaN are theoretically analyzed using rate equations of states of the principal quantum number n up to 5 and the continuum. These rate equations consist of the terms of radiative, electron-collisional, and phononic processes. The dependence of the rate coefficients on temperature is revealed on the basis of the collisional-radiative model of hydrogen plasma for the electron-collisional processes and theoretical formulation using Fermi's "golden rule" for the phononic processes. The respective effects of the variations in electron, exciton, and lattice temperatures are exhibited. This analysis is a base of the discussion on nonthermal equilibrium states of carrier-exciton-phonon dynamics. It is found that the exciton dissociation is enhanced even below 150 K mainly by the increase in the lattice temperature. When the thermal-equilibrium temperature increases, the population fluxes between the states of n > 1 and the continuum become more dominant. Below 20 K, the severe deviation from the Saha-Boltzmann distribution occurs owing to the interband excitation flux being higher than the excitation flux from the 1S state. The population decay time of the 1S state at 300K is more than ten times longer than the recombination lifetime of excitons with kinetic energy but without the upper levels (n > 1 and the continuum). This phenomenon is caused by a shift of population distribution to the upper levels. This phonon-exciton-radiation model gives insights into the limitations of conventional analyses such as the ABC model, the Arrhenius plot, the two-level model (n = 1 and the continuum), and the neglect of the upper levels.
  • Hironori Sakamoto, Bei Ma, Ken Morita, Yoshihiro Ishitani
    JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS 49(37) 35107 2016年9月  査読有り最終著者責任著者
    Although the Fano quantum interference of one longitudinal optical (LO) phonon mode and one electronic continuum of states due to inter-valence band transition has been investigated by the Raman spectra, there is no observation of the interference of multiple phonon modes despite its potential for electromagnetically induced transparency in the far infrared region. In this study, p-type Ga0.5In0.5P films with two main LO modes in the same plane of atomic vibration and one more mode due to CuPt-type ordering are investigated. Asymmetric line profiles, peak energy shifts and peak broadenings in the Raman spectra are analyzed, and the destructive quantum interference of these LO-continuum systems are observed. Discussion with the reference data of p-type GaAs and Si for the one-LO mode system reveals that the asymmetry parameter features the derivatives of the density of the continuum of states in the vicinity of the LO phonon energies and the degree of the electric polarization. It is found experimentally that the interaction between the two main LO modes through the interactions with the continuum states takes place. A(1)(LO) mode due to the ordering affects the spectrum, however the interaction with the main two LO modes through the continuum is small. On the basis of the experimental result, the spectrum features for this alloy with greater hole density are estimated, where the various controls of the absorption spectrum in the phonon energy region are predicted.
  • Yoshihiro Ishitani
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 53(10) 100204 2014年10月  査読有り筆頭著者責任著者
    In the present article, we focus our discussion on the carrier dynamics of the scattering and recombination processes of InN films and the related band-edge energy structure. Various reports on this matter are summarized and some issues are reexamined. The analysis result based on the apparent band-band transition matrix element is consistent with a reported effective heavy hole mass of 0.59 (+/- 0.06) m(0). An E-p value related to the transition matrix element of 10-14 eV is thought to be plausible. The ambiguity of the band-edge structure is evaluated by the uncertainty of electron density. The distortion of the conduction band bottom and the ambiguity of the estimation of the many-body effect are discussed. The enhancement of the anisotropic electron-scattering nature with the decrease in residual electron density reveals that the residual electron source has isotropic potentials: point defects or small complexes. Infrared reflectance spectrum analysis reveals the high electron mobility inside grains in spite of the scattering by edge-type dislocations which cause the anisotropic carrier scattering. The recombination processes at low temperatures are dominated by nonradiative processes related to edge-type dislocations, while the thermally activated nonradiative recombination process is independent of the dislocation density. The activation processes and energies of the recombination related to phonon localization are characterized. InN is a peculiar material that has high carrier mobility and a strong electron-phonon interaction, which possibly induces the high nonradiative carrier recombination rate. The control of phonon localization is thus required. (C) 2014 The Japan Society of Applied Physics
  • Masayuki Fujiwara, Yoshihiro Ishitani, Xinqiang Wang, Kazuhide Kusakabe, and Akihiko Yoshikawa
    Journal of Applied Physics 110 2011年  査読有り責任著者

MISC

 20
  • Shigefusa F. Chichibu, Yoshinao Kumagai, Kazunobu Kojima, Momoko Deura, Toru Akiyama, Munetaka Arita, Hiroshi Fujioka, Yasufumi Fujiwara, Naoki Hara, Tamotsu Hashizume, Hideki Hirayama, Mark Holmes, Yoshio Honda, Masataka Imura, Ryota Ishii, Yoshihiro Ishitani, Motoaki Iwaya, Satoshi Kamiyama, Yoshihiro Kangawa, Ryuji Katayama, Yoichi Kawakami, Takahiro Kawamura, Atsushi Kobayashi, Masaaki Kuzuhara, Koh Matsumoto, Yusuke Mori, Takashi Mukai, Hisashi Murakami, Hideaki Murotani, Satoshi Nakazawa, Narihito Okada, Yoshiki Saito, Akira Sakai, Hiroto Sekiguchi, Koji Shiozaki, Kanako Shojiki, Jun Suda, Tetsuya Takeuchi, Tomoyuki Tanikawa, Jun Tatebayashi, Shigetaka Tomiya, Yoichi Yamada
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 58 2019年6月  
  • 今井 大地, 石谷 善博, 王 新強, 吉川 明彦
    日本物理学会講演概要集 68(2) 859-859 2013年8月26日  
  • 今井 大地, 石谷 善博, 王 新強, 草部 一秀, 吉川 明彦
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 112(327) 103-108 2012年11月22日  
    InNのバンド端発光効率低下を引き起こす深い準位を介したキャリア状態遷移過程について、熱活性型状態遷移過程、非輻射性再結合中心となる欠陥へのキャリア輸送過程に着目して解析を行った。禁制帯中央付近に位置する準位を介した輻射再結合が観測されたが、主要な発光効率低減過程はフォノン放出を伴う非輻射再結合であることが分かり、電子捕獲型の欠陥が非輻射再結合中心の候補と考えられる。またn型試料とp型試料の発光強度差は少数キャリア拡散長および配位場座標系に現れる状態遷移過程の支配的活性化エネルギーの違いを反映していると考えられる。InNでは非輻射再結合速度決定機構において熱活性化過程およびキャリア輸送過程が大きな影響を及ぼしている。
  • 草部 一秀, 石谷 善博, 吉川 明彦
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 109(288) 79-82 2009年11月12日  
    InNの物性を活かした光デバイス開発には、(1)InNおよび高In組成窒化物混晶のp型伝導制御、および(2)構造的完全性の高い量子井戸構造の作製制御が必須である。我々が研究を進めてきた、p型伝導制御と1分子層InN量子井戸による新たな展開として、InN系新規受光デバイスへの応用について提案する。特に、最近注力しているInN/InGaN/GaN非対称量子井戸構造は、QCSEを抑えた発光デバイスばかりでなく、光増感型の超高効率太第3世代型太陽電池や赤外センサーなど、受光デバイスとしても興味深い。本稿では、その受光デバイス設計の考え方や特徴などについて紹介する。1分子層InN量子井戸を光増感層としたInGaNタンデム型太陽電池を構成することで、理論最大変換効率が6接合では56%(さらに250倍集光時では65%)に到達することを示す。
  • 草部 一秀, 石谷 善博, 吉川 明彦
    電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料 109(289) 79-82 2009年11月12日  
    InNの物性を活かした光デバイス開発には、(1)InNおよび高In組成窒化物混晶のp型伝導制御、および(2)構造的完全性の高い量子井戸構造の作製制御が必須である。我々が研究を進めてきた、p型伝導制御と1分子層InN量子井戸による新たな展開として、InN系新規受光デバイスへの応用について提案する。特に、最近注力しているInN/InGaN/GaN非対称量子井戸構造は、QCSEを抑えた発光デバイスばかりでなく、光増感型の超高効率太第3世代型太陽電池や赤外センサーなど、受光デバイスとしても興味深い。本稿では、その受光デバイス設計の考え方や特徴などについて紹介する。1分子層InN量子井戸を光増感層としたInGaNタンデム型太陽電池を構成することで、理論最大変換効率が6接合では56%(さらに250倍集光時では65%)に到達することを示す。

書籍等出版物

 4

主要な講演・口頭発表等

 43

担当経験のある科目(授業)

 7

共同研究・競争的資金等の研究課題

 15

産業財産権

 1

その他

 2
  • 2020年12月
    ヤンゴン工科大学およびマンダレー工科大学より51名の学生・教員が参加。ヤンゴン工科大学に設立されたMyanmar-Japan Technological Development Centerに導入されたプロセス装置や計測装置に合わせたデモンストレーションおよび学生間の研究討論を行った。
  • 2019年12月 - 2019年12月
    2019年12/16-12/21 ヤンゴン工科大およびマンダレー工科大から計15名の学生を招聘