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Direct fabrication of Garium oxide epitaxial layers by a low-temperature aqueous solution method

Research Project

Project/Area Number 21K04657
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

Wagata Hajime  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40633722)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords酸化ガリウム / 水溶液法 / Chemical Bath Deposition / エピタキシャル層 / ヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム / オキシ水酸化ガリウム / β-Ga2O3 / エピタキシャル成長 / 化学浴堆積法
Outline of Research at the Start

本申請研究では、次世代パワーデバイス用材料のひとつとして期待されるβ-Ga2O3エピタキシャル層の水溶液法による形成を目的とする。特に、申請者の開発したNon Seed CBD法により、加水分解反応を精密に制御し、シード層なしで単結晶基板上へβ-Ga2O3エピタキシャル層を直接形成することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

Fabrication of Ga2O3 epitaxial layers at a low temperature by an aqueous solution method using (NH4)3GaF6 was investigated. Prepared films consisted of hexagonal columnar GaOOH crystals, and direct formation of Ga2O3 was not achieved. Although the GaOOH films were converted into Ga2O3 films by heat treatment, many pores were generated in the films due to the desorption of H2O. In addition, we found that the above method enable us to fabricate films consisting of densely arranged columnar GaOOH crystals, which are expected as a potential wide band gap semiconductor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水溶液法によるガリウム化合物合成では一般にGa(NO3)3が原料として使用されるが、本研究では(NH4)3GaF6を使用した。これは反応経路が変化や成長制御により、Ga2O3が直接形成されることを期待したためである。結果として、Ga2O3の直接形成に至らなかったものの、(NH4)3GaF6の使用によりGaOOHの結晶形状が変化することを見出しており、これは結晶成長分野に寄与すると考えている。また、ワイドバンドギャップ半導体として期待されるGaOOHの高結晶性のち密膜が得られたため、今後はGaOOHの電子物性制御による半導体デバイス応用を検討する予定である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] モリブデン酸ナトリウムフラックスによるランタン鉄酸化物結晶の育成2022

    • Author(s)
      我田元, 西脇淳平, 石渡莉奈
    • Journal Title

      Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan

      Volume: 29 Pages: 73-78

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of double-cone-shaped ZnO mesocrystals by addition of ethylene glycol to ZnO dissolved choline chloride?urea deep eutectic solvents and observation of their manners of growth2021

    • Author(s)
      Wagata Hajime、Harada Ginji、Nakashima Eriko、Asaga Motoki、Watanabe Tomoaki、Tanaka Yuya、Tada Masaru、Yubuta Kunio
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 23 Issue: 47 Pages: 8367-8378

    • DOI

      10.1039/d1ce01049b

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] (NH4)3GaF6 を用いた CBD 法によるオキシ水酸化ガリウム膜の作製と 熱処理による酸化ガリウム膜への変換2023

    • Author(s)
      齊藤猛、我田元
    • Organizer
      日本セラミックス協会第37回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Non Seed CBD法による酸化チタン膜の作製とその光誘起親水化性能2022

    • Author(s)
      我田元、篠知宏、籔田征也、勝又健一
    • Organizer
      第26 回シンポジウム「光触媒反応の最近の展開」2020年度 東京理科大学 光触媒研究推進拠点 成果報告会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Non-Seed CBD法を用いた ZnO成膜と二段階濃度制御の膜構造への影響調査2021

    • Author(s)
      岩田匡平、我田元
    • Organizer
      日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ペルオキソチタン酸水溶液を用いたNon-Seed CBD法による酸化チタン薄膜の作製2021

    • Author(s)
      池田康介、我田元
    • Organizer
      日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Fabrication of ZnO: rGO Composite Films by Spin-Spray Method and their Electrical Properties2021

    • Author(s)
      Hajime Wagata, Hiroaki Taniguchi
    • Organizer
      MRM2021
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  • [Presentation] 水溶液プロセスを用いたZnO 成膜と二段階濃度制御による電気伝導性への影響調査2021

    • Author(s)
      岩田匡平、我田元
    • Organizer
      日本フラックス成長研究発表会
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      2021 Research-status Report
  • [Book] 液相からの結晶成長入門-育成技術と評価方法-2021

    • Author(s)
      日本フラックス成長研究会、吉川 彰、横田 有為、我田 元
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      日刊工業新聞社
    • ISBN
      9784526081774
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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