2006 Fiscal Year Annual Research Report
高圧下融液徐冷法によるIII族窒化物半導体のバルク単結晶育成
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17360013
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
内海 渉 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門・経営企画部, 研究主幹 (60193918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 寛之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (20373243)
服部 高典 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (10327687)
金子 洋 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 技術開発協力員 (20425565)
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| Keywords | 高温高圧 / 結晶成長 / III族窒化物 / 窒化ガリウム / 放射光 / 窒化インジウム |
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| Research Abstract |
本研究は研究代表者により開発された新しい窒化ガリウム単結晶合成、すなわち高圧下で分解を抑制し安定に試料を加熱することで単結晶を育成する手法をもとに、大型高圧合成装置を用いて結晶の大型化や品質の向上を目的とする開発を行い、大型良質窒化ガリウム単結晶の育成、及び、他のIII族窒化物の合成を行うことを主たる目標とするものである。
窒化ガリウム単結晶育成に関しては、本年度は、大型結晶を得るための育成条件の精査を行い、温度・圧力条件、保持時間、温度勾配、試料るつぼの材質や形状、添加物質(フラックス、液体封止剤)などが結晶育成に与える影響を調べた。その結果、パイロリティックBNが液体の封止能力に優れており、高温高圧下での結晶育成におけるるつぼ材として非常に有効に機能することを明らかにした。また、Ga_2O_3,B_2O_3,In_2O_3などのIII族酸化物の添加が、大きな影響を及ぼすという新しい知見も得られた。これらの研究を効率的に進めるにあたっては、放射光を用いた高温高圧下のX線その場観察が有効であり、その過程でIn_2O_3の高温高圧相図も決定された。
一方、この手法の窒化ガリウム以外のIII族窒化結晶育成への適用の可能性を探るべく、InNの高温高圧下での構造変化と分解挙動を、放射光その場観察と高圧回収実験により探索する研究を行った。その結果、InNの高温高圧相図が決定され、ウルツ鉱型構造から岩塩型構造へ相転移する圧力温度条件、分解温度の圧力依存性などが明らかにされた。
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Research Products
(1 results)
