2017 Fiscal Year Annual Research Report
フラックス制御スパッタによる高品質酸窒化物の創製と新概念光スイッチへの応用
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15H05431
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
板垣 奈穂 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60579100)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プラズマエレクトロニクス / エキシトン / トランジスタ / 量子井戸 / 結晶成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，電子－正孔がクーロン相互作用で結合した準粒子「エキシトン(励起子)」をキャリアとするトランジスタを，新材料(ZnO)x(InN)1-x（以下ZION）により実現することを目的としている．H29年度の成果は以下の２点に集約される．
1) InN-rich組成を有するZION歪量子井戸の実現とフォトルミネッセンスの観測：H28年度までに，サファイア基板上に，(ZnO)0.98(InN)0.02 組成を有するZION量子井戸を形成することに成功した．なお，サファイア基板と上記ZION膜の間には約18%の格子不整合が存在するが，代表者が発見した結晶成長モード「逆Stranski-Krastanov (SK)モード」が，上記量子井戸の実現を可能にした．H29年度は，本研究で開発した「高精度フラックス制御スパッタ」装置を用いてZION形成時のフラックス制御を行うことで， (ZnO)0.7(InN)0.3の化学組成比を有するZION歪量子井戸の形成に成功した．具体的には，電子サイクロトロン共鳴を利用したラジカル源を重畳し，さらに，研究協力者が有するラジカル密度の絶対値計測技術を用いることでフラックス制御を行った．また，上記量子井戸にレーザ照射を行ったところ，強い青色（2.8 eV）発光を観測することに成功した．
2) 「逆SKモード」を用いたSi基板上への高品質ZnO結晶成長：エキシトンデバイスとSi CMOS回路との混載のためにはZIONを Si上に形成する必要があるが，十数%の大きな格子不整合が問題となる．そこでH29年度は，上記「逆SKモード」をSi基板上に展開し，高品質結晶成長を試みた，その結果，Si基板上に作製したZnO膜の(002)面ロッキングカーブ（XRC）の半値幅は2.92°から0.49°まで大幅に減少し，面外配向性の劇的な向上に成功した．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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