| 研究課題/領域番号 |
17360001
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
八百 隆文 東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 教授 (60230182)
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| 研究分担者 |
ちょ 明煥 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (00361171)
花田 貴 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80211481)
任 寅縞 (任 寅鎬) 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00400408)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2006年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2005年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
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| キーワード | ZnO / 窒化物半導体 / エピタキシ成長 / MBE / サーファクタント / 酸化物半導体 / 分子線エピタキシー / サーフアクタント / 低温成長 / p型ドーピング / 窒素 / II-VI族化合物 |
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| 研究概要 |
サーフアクタント原子として水素原子を用いてZnOのサーブアクタントMBE成長に世界で初めて成功した。これによって、成長温度を通常のMBEにおける700℃から400℃まで結晶性を劣化することなく成長することに成功した。基板としてはZnO基板を用いた。結晶性はX線回折とフォトルミネッセンスで評価し、700℃で通常のMBE成長したZnOと400℃でサーフアクタントMBEで成長したZnO膜はほぼ同じ特性を示した。具体的なX線半値幅は(0002)で30arcsec程度、(10-10)で40arcsecであり、最高レベルの結晶品質を示した。
サーフアクタントMBEによる窒素ドーピングを実施した。成長温度に対して大きな依存性を示した。Zn極性ZnOとO極性ZnOのドーピング効率を比較し、Zn極性ZnO上ではO極性ZnO上に比べて、約1桁程度の窒素取り込みが多いことがわかった。Zn極性ZnO上では成長温度が350℃で10^<20>cm^<-3>程度のドーピングが可能になった。しかし、電気特性測定をしたところ依然としてn型伝導を示した。さらに、フォトルミネッセンス測定では、Nドーピングによって発光特性が大輻に劣化する。フォトルミネッセンス・スペクトルの解析から、Nのアクセプター準位が180meVであるということがわかった。窒素ドーピングによって何故n型になるか、検討を行った。N原子がHによってパッシベーションされることが原因と考えられる。Hを除去するために、アニールをしたが、アニールによってp型伝導を示す試料も得られたが、再現性に問題があった。この原因として、試料表面の不安定性が原因と考えられる。
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