2009 Fiscal Year Annual Research Report
GaNバルク単結晶へのZnO薄膜の全方位的エピタキシャル電析
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20550175
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
吉田 司 Gifu University, 工学研究科, 准教授 (90273127)
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| Keywords | バルクGaN単結晶 / ZnO / 電析 / エピタキシャル成長 |
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| Research Abstract |
十分活性化されたGaN(0001),GaN(1-100),およびGaN(11-20)バルク単結晶上での酸素還元反応(ORR)に対するI-V曲線から、Koutecky-Levich解析より、70℃における標準反応速度定数K^0を、GaN(0001)上で8.3×10^<-14>cm s^<-1>,GaN(1-100)上で1.6×10^<-6>cm s^<-1>,GaN(11-20)で6.0×10^<-6>cm s^<-1>と求めた。このことよりORRに対する活性は、GaN(11-20)>GaN(1-100)>>GaN(0001)であることがわかった。このORRの活性の違いを、各結晶面上でのMott-Schottkyプロットにより明らかにすることを試みた。高周波と低周波でのC^2-ηカーブの比較より、各結晶面上に異なる電位範囲で表面準位が存在していることがわかり、これを介したトンネル効果による電子授受が結晶面ごとのORRの活性相違を生み出しているものと考えられる。
GaN(0001),GaN(1-100),GaN(11-20)、およびGaN(10-11)に対してZnOを電析し、その薄膜をSEM、およびXRD2θ-θと、ZnO(10-12),(11-22)面に対するωスキャンにより分析したところ、どの電極上でもZnOがエピタキシャル成長していることがわかり、バルクGaN単結晶基板を用いた全方位的単結晶ZnO薄膜のヘテロエピタキシャル電析に成功した。そのエピタキシャル成長の度合いを評価する方法として、ωスキャンにおける半価幅を指標にしようとしていたが、対象とする測定結晶面によって、測定される半価幅の傾向が異なるということが今回わかったため、その評価方法の妥当性や別の方法については、現在検討中である。
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