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2004 Fiscal Year Annual Research Report

複合化超非平衡プロセスによる225nm紫外・室温発光性BNの開発

Research Project

Project/Area Number 15360039
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

小松 正二郎  独立行政法人物質・材料研究機構, 物質研究所, 主席研究員 (70343845)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡田 勝行  独立行政法人物質・材料研究機構, 物質研究所, 主任研究員 (10354432)
Keywords窒化ホウ素 / 紫外発光 / レーザー / プラズマ / ナノ構造
Research Abstract

今年度は、粉体材料より実用化により近いと考えられる薄膜材料の生成機構、特にその特異なナノ構造の解析において、研究の進展があった。
(1)レーザ支援プラズマCVD法による薄膜材料の形成初期過程の高分解能SEMによる観察に成功した。数100nm程度の初期核が、シリコン(100)基板上でmaze状に規則的な配列をしていることが観察された。基板結晶表面の影響は考えられるが、初期核生成がランダムでないことから、光パルス励起プロセスにおける自己組織的秩序形成が働いていると考えられる。この点を今後、明確化したい。
(2)薄膜及び粉体試料において、発光寿命の測定に成功した。5.5eVにおける発光寿命が500ピコセカンド以下であることが分かり、本材料が直接遷移型ワイドバンドギャップ半導体であることが強く示唆された。これにより、本材料を用いた紫外発光ダイオードや紫外半導体レーザーの実現の可能性が高まった。
(3)レーザ光の干渉を利用した手法により、この核生成パターンの制御に成功した。レーザ支援プラズマCVD法による薄膜試料の成長速度の温度依存性を調べた。レーザ光照射のないプラズマCVDのみの場合には、通常の正の活性化エネルギーを持つアレニウスプロットに乗り、基本的に表面プロセスが熱活性化によるものであることが分かった。一方、レーザ支援プラズマCVD法の場合には、活性化エネルギーが負になり、本質的に熱励起ではなく、光励起プロセスであることが示唆された。又、300℃の低い基板温度では、レーザー光照射の併用により、プラズマCVDのみの場合の60倍の成長速度を観測した。

  • Research Products

    (6 results)

All 2005 2004

All Journal Article (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Fractal-arrangements of electron field emitters in sp3-bonded 5H-BN films prepared by pulsed laser assisted plasma CVD2005

    • Author(s)
      S.Komatsu, D.Kazami, A.Okudo, Y.Moriyoshi, K.Okada
    • Journal Title

      Proceedings of plasmas sience 2005/the 22^<nd> symposium on plasma processing

      Pages: 588-589

  • [Journal Article] Electron field emission from self-organized micro emitters of sp3-bonded 5H-BN films and its applications2005

    • Author(s)
      S.Komatsu, D.Kazami, A.Okudo, Y.Moriyoshi, K.Okada
    • Journal Title

      Proceedings of plasma science 2005/the 22^<nd> symposium on plasma processing

      Pages: 657-658

  • [Journal Article] Synthesis of new type BN by using synchronously pulsed-laser and modulated-reactive plasma : its new properties and applications2005

    • Author(s)
      S.Komatsu
    • Journal Title

      25^<th> annual meeting of laser society of Japan Digest of technical papers(invited paper)

      Pages: 102-103

  • [Journal Article] レーザ・プラズマ複合化プロセスによる新規-機能性窒化ホウ素(sp3-結合性5H-BN):その機能性と生成機構2005

    • Author(s)
      小松正二郎
    • Journal Title

      New Diamond 21(1)

      Pages: 5-11

  • [Journal Article] Self-organized elecctron field emitters made of sp3-bonded 5H-BN nanostructures : its synthesis and applications to device electronic2004

    • Author(s)
      S.Komatsu
    • Journal Title

      Technical report of IEICE(invited paper) 104(519)

      Pages: 23-24

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電界電子放出特性を利する自己造形的表面形状を有するsp3結合性窒化ホウ素薄膜2004

    • Inventor(s)
      小松正二郎
    • Industrial Property Rights Holder
      物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2004/012775
    • Filing Date
      2004-08-27

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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