| Project/Area Number |
16760023
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Thin film/Surface and interfacial physical properties
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安部 功二 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (30314074)
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| Project Period (FY) |
2004 – 2005
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2005)
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| Budget Amount *help |
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | ZnO / イオン注入 / 熱アニール / 固層成長 / 光反射率測定 |
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| Research Abstract |
平成16年度は、スパッタリング法で作製したZnO薄膜にイオン注入を行い、結晶性の変化を観察した。今年度はイオン注入前のZnO薄膜の結晶性を向上させるため、レーザーアブレーション法を用いてZnO薄膜堆積を行った。今年度得られた結果を以下に示す。
【レーザーアブレーション法によるZnO薄膜堆積】
c面サファイア上にレーザーアブレーション法を用いてZnO膜を堆積させた。雰囲気ガスは酸素、圧力は300mTorrとし、基板温度は300〜700℃の範囲で変化させた。また、KrFエキシマレーザーの照射エネルギー密度は2.5〜4.0J/cm^2の範囲で変化させた。
基板温度500℃、エネルギー密度3.0J/cm^2の条件のとき、c面サファイア上に(110)面に配向し、その他の条件では(001)面に配向したZnO薄膜が成長することが解かった。レーザーアブレーション中のプルームの発光を調べたところ、Zn、Oの励起種やイオンの発光強度はレーザーの照射エネルギー密度によって変化することが確認された。結晶の配向と基板に到達する原子、分子に関連性があることが示唆された。作製したZnO膜の伝導形は全ての試料がn形を示した。
【イオン注入と結晶欠陥の回復】
(001)配向したZnO薄膜に酸素または窒素イオン注入を行い、熱アニールによる欠陥の回復を試みた。注入不純物密度は5×10^<18>/cm^3であり、アニール温度は700℃、アニール雰囲気は窒素とした。
注入した不純物に関係なく、アニール前後で表面モフォロジーに顕著な変化は観察されなかった。また、アニール後の試料のシート抵抗はイオン注入前よりも高くなり、イオン注入後に観察されなくなっていたバンド端付近のPL発光はアニールにより回復した。アニール中の固層成長により、微結晶が形成されたものと推測される。固層成長によるZnO微結晶形成の可能性が示唆される。
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