| 研究概要 |
チタン酸鉛(PbTiO_3)や酸化亜鉛(ZnO)等の強誘電体,圧電体の機能性セラミック薄膜を光MOCVD法により作製し,光照射が結晶成長に及ぼす効果をより詳しく調べた。
PbTiO_3薄膜の光MOCVD成長においては,Pb(C_2H_5)_4とTi(iーOC_3H_7)_4およびNO_2を原料ガスとして用いた。紫外光を照射しつつ成長させると光照射が無い場合に比べ,成長速度の増加は顕著には見られなかったが,結晶構造には違いが見られ,530℃でペロブスカイト単一構造の(101)PbTiO_3配向膜が得られた。ペロブスカイト単一相形成最低温度はO_2を用いた昨年度までの結果が600℃であったのに比べ,約70℃の低温成長化が達成され,より長波長で光分解するNO_2を使用した効果が確認された。また光照射が薄膜表面の平担性,膜の緻密性,電気的特性の改善をもたらす事が解った。光MOCVD法で得られたPbTiO_3膜の比誘電率は室温で40〜100とMOCVD法によるものやO_2を用いた場合に比べ小さな値を示しており,よりバルクの値に近くなっていたと同時に誘電損失も0.03〜0.055と小さな値を示した。さらに光照射により成長膜のPb成分比が変化することが見出され,光照射による膜組成の制御の可能性が示された。また膜の低抗率は10^<10>〜10^<12>Ω・cmと高い値を示したが,絶縁破壊電圧は150〜180kv/cmと若干低い値を示した。成長速度や結晶構造の照射光波長依存性より,NO_2の光分解が低温成長化に重要な役割を果していることが解った。成長メカニズムを調べるための,質量分析計を用いたさらに詳しい活性種の検出実験は現在進行中である。
ZnOの光MOCVD成長においては,表面光化学反応の重要性を示すと同時にCuやLiによる光ド-ピングの可能性を示した。
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