| 研究概要 |
中性フリーラジカルの高純度かつ運動量の揃った定常フラックスビームの高効率生成法として研究代表者が提案し実験実績を挙げてきたPDECB法およびPDINIB法について,素過程の理論設計と精密実験に基づいて,生成可能な中性フリーラジカル種の多様化および生成効率とビーム制御性の一層の向上を達成した.具体的には,以下の1.と2.の取り組みを並行して進め成果を得た.
1.希薄磁性半導体(Ga, Cr)Nの母材となるIII族窒化物半導体GaNの極低欠陥密度薄膜の低温エピタキシャル成長に利用する高品質中性フリーラジカルビームをPDECB法により生成する技術の更なる高効率化を達成した.具体的には,PDECB原料分子の光ラジカル解離機構についての理論と実験の両面からの検討をもとに,(CH_3)_2GaN_3等の有機III族azideを原料分子とし(CH_3)_2GaN等の有機III族nitreneビラジカロイドをPDECB法によって生成する際に,光ラジカル解離の量子効率がエンハンスされる条件(熱アシスト,磁場アシスト,原料化学種の電子構造等)を明確にした.
2.PDECB法を応用したラジカルビームエピタキシー法によるGaN薄膜の低温成長時にPDINIB法により生成した磁性原子Crの中性ビームを照射して希薄磁性半導体(Ga, Cr)Nの高品質エピタキシャル薄膜を成長させる実験の条件出しとして,中性Cr原子が膜中に取り込まれ意図した準安定凝縮相(希薄磁性半導体相)が形成される効率が基板表面に対する中性Cr原子ビームの入射角に応じてどのように変化するか精密に調べることを目標に,RBNR装置試作機において高品質中性Cr原子ビームの生成条件最適化し運動量の揃った平行ビームの生成を実現した.
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