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2004 Fiscal Year Annual Research Report

GaN形成用基板ZrB_2単結晶の育成

Research Project

Project/Area Number 15550177
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

大谷 茂樹  独立行政法人物質・材料研究機構, 物質研究所, ディレクター (90343839)

Keywords窒化ガリウム / 基板 / 二ホウ化ジルコニウム / 単結晶
Research Abstract

平成16年度は、浮遊帯域溶融法(FZ法)による高品質なZrB2単結晶の育成法を探るため、4族から6族の二ホウ化物単結晶の品質を比較することで、3000℃を超える育成温度域における結晶性を決める要因について調べた。
二ホウ化物単結晶のエッチピット密度については、育成温度と良い相関を示し、育成温度が低いほどエッチピット密度が低いことが判明した。他の高融点化合物である遷移金属炭化物においても同様の関係が得られた。従って,エッチピット密度を低下させるには、育成温度を低く制御することが有効である。融点3200℃のZrB_2単結晶の場合、育成温度を500℃低下させると、エッチピット密度が5x10^6/cm^2から10^6/cm^2以下に低下するものと予測された。
二ホウ化物結晶における亜粒界とクラックの発生に関しては、4族のZrB_2が最も良質で、亜粒界を含まない単結晶が得られる。5族では多数のクラックと亜粒界が発生した。6族では5族ほどではないがクラックや亜粒界が発生した。これら結晶性の相関と、熱膨張係数の異方性が良く一致した。すなわち、5族6族の二ホウ化物では4族より大きな熱膨張の異方性を示し、また、同族の中では金属元素が重くなるほど小さな異方性を示した。このため,ZrB_2とHfB_2が最も小さな熱膨張の異方性を示し、良質な単結晶が育成されることが判明した。
従って、今後のZrB_2単結晶の良質化には、育成温度を下げるための融剤の探索が有効である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2005 2004

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Surface core-level shift and electronic structure of transition-metal diboride(0001)surfaces2005

    • Author(s)
      相沢俊, 末原茂, 菱田俊一, 大谷茂樹, 新井正男
    • Journal Title

      Physical Review B (In Press)

  • [Journal Article] Structural refinement and thermal expansion of hexaborides2004

    • Author(s)
      陳軍華, 相沢俊, 井伊伸夫, 佐藤晃, 大谷茂樹
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds 366

      Pages: 6-8

  • [Journal Article] Theoretical study of the electronic structures of HfB2(0001)-X(X=Li-Ne)surfaces2004

    • Author(s)
      速水渉, 相沢俊, 田中高穂, 大谷茂樹
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry B108(39)

      Pages: 15233-15237

URL: 

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

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