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2004 年度 実績報告書

ZnOナノロッド・ウィスカの成長制御技術の開発とそのディスプレイへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 16510091
研究機関神奈川大学

研究代表者

佐藤 知正  学校法人神奈川大学, 工学部, 助手 (90343631)

研究分担者 平手 孝士  神奈川大学, 工学部, 教授 (60078300)
キーワードZnO / ナノロッド / CVD / レーザアブレーション / 電界発光 / 直流
研究概要

ディスプレイへの応用に向けたナノ構造ZnOの成長制御を減圧熱CVD法とレーザアブレーション法と組み合わせた方法により取り組んだ。
ZnOの成長は主にCVD法によるが、その成長中にレーザアブレーションにより添加する物質の違いによりZnO成長形状が大きく異なる。レーザアブレーションターゲットとしてMnペレットを用いた場合、配向性の良いロッド形状に成長する成長条件を見い出し、またその成長経過を明らかにした。それによると、ロッド下部には基板横方向に連続した核生成層が存在するが、その核生成層形成中のMnのレーザアブレーション条件が核生成層の厚さやその後に成長して来るロッドの径、密度、配向性に大きく影響することがわかった。またレーザアブレーションターゲットとしてZnOペレットを用いた場合、配向性の良いロッド形状に成長させるには、Mnの場合よりも成長温度を50℃程高める必要があることがわかった。この場合もZnO成長初期のレーザアブレーション条件がその後のロッドの成長形状をほぼ支配するが、Mnの場合よりも核生成層が薄く、横方向に連続しないように作製することもできた。さらにPLスペクトルの検討からレーザアブレーションターゲットの違いによりZnOナノロッドの主な結晶欠陥種の違いが生じることもわかった。
このZnOナノロッドのディスプレイへの応用として、ITO /ZnS:Mn/ nanorods-ZnO /p-Si構造の直流電界発光デバイスを作製した。ZnOナノロッド層の挿入は絶縁破壊電圧の向上に効果があることは既にわかっていたが、p-Si基板上にZnOナノロッド層を作成後にO_2雰囲気下、700℃で熱処理を施すことによりデバイスのさらなる絶縁破壊性の向上と発光輝度の改善に効果があることがわかった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Annealing Effects of ZnO Nanorods on DC Inorganic Electroluminescent Device Characteristics2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sasaki, H.Miyashita, T.Kimpara, T.Satoh, T.Hirate
    • 雑誌名

      Progress in Compound Semiconductor Materials IV-Electronic and Optoelectronic Applications, (Mater.Res.Soc.Symp.Proc.) 829

      ページ: B2.20.2

  • [雑誌論文] Effects of Laser-ablated Impurity on Aligned ZnO Nanorods Grown by Chemical Vapor Deposition2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hirate, S.Sasaki, W.Li, H.Miyashita, T.Kimpara, T.Satoh
    • 雑誌名

      Proceedings of 2004 International Conference on Polycrystalline Semiconductors (to be published)

  • [雑誌論文] ITO/ZnS:Mn/ZnO nanorods/p-Si型直流電界発光素子の電流制限機構に関する検討2004

    • 著者名/発表者名
      佐々木紳也, 佐藤知正, 平手孝士
    • 雑誌名

      2004年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集

      ページ: C-9-1

  • [雑誌論文] MnをドーピングしたナノロッドZnOの成長過程2004

    • 著者名/発表者名
      宮下裕史, 佐々木紳也, 栗 偉哲, 佐藤知正, 平手孝士
    • 雑誌名

      2004年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集

      ページ: C-6-1

  • [雑誌論文] ナノ構造ZnO成長における成長温度の影響2004

    • 著者名/発表者名
      金原孝志, 佐々木伸也, 栗 偉哲, 佐藤知正, 平手孝士
    • 雑誌名

      2004年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集

      ページ: C-6-2

  • [雑誌論文] ZnOナノロッドの電界放出特性における熱処理効果2004

    • 著者名/発表者名
      栗 偉哲, 金原孝志, 宮下裕史, 佐藤知正, 平手孝士
    • 雑誌名

      2004年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集

      ページ: C-9-2

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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