| Project/Area Number |
18655082
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Inorganic industrial materials
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
嶋田 志郎 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (90002310)
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| Project Period (FY) |
2006 – 2007
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2007)
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| Budget Amount *help |
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 炭素熱還元 / GaN / ドーピング / 高輝度 / 高結晶性 / 蛍光体 / カソードルミネッセンス |
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| Research Abstract |
Ga_2O_3とZnOのカーボンによる同時炭素熱還元で生成するGa_2OとZnのガスを結晶成長部へ輸送し、NH_3で窒化することでGaN結晶へのZnイオンのドーピングを試みた。
Ga_2O_3とZnOにカーボン粉末を混合したものを、石英ガラス管内で990℃に加熱した。この加熱で発生するGa_2OとZnのガスをArガスで石英管出口まで輸送し、このガス流れに対して向流となるように別の石英ガラス細管からNH_3を導入した。石英ガラス基板を石英管出口付近に置き、1160℃でGaN結晶を成長させた。成長温度1160℃、Zn供給量21at.%で成長させたGaN結晶は、約3μmサイズで六角板状の結晶を示した。XRDの回折強度が高いことから結晶性も高いと判断した。
GaN結晶のCL曲線からに約360nmにGaNのバンドギャップに相当するピークが観察され、Znを供給すると420nmのCLピーク強度が増加した。Zn供給量を変化させると(0.4at.%〜8at.%)、GaNのバンドギャツプのCLピーク強度に対して、420nm付近のピーク強度が増加した。また、ICP-AESからZnを供給したGaN結晶中にZnが存在することを確認でき、Zn供給量21at.%の結晶で0.3at.%の亜鉛が結晶中に含まれていることがわかった。
以上のことから、Ga_2O_3とZnOをカーボンで還元し、発生するGa_2OとZnをll60℃でNH_3で窒化すると高結晶性で420nmに非常に強い輝度を示すZnドープGaN結晶を作製できた。
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