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2008 年度 研究成果報告書

安熱合成法によるGaNバルク単結晶作製における成長モードの解明とその制御

研究課題

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研究課題/領域番号 18360004
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東北大学

研究代表者

鏡谷 勇二  東北大学, 多元物質科学研究所, 寄附研究部門教員 (40396536)

連携研究者 福田 承生  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 連携教授 (30199236)
研究協力者 DIRK Ehrentraut  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (50396537)
吉川 彰  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (50292264)
荻野 拓  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (70359545)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
キーワード結晶成長 / 結晶工学 / 環境材料 / 省エネルギー / 高性能レーザー / 窒化物半導体
研究概要

アモノサーマル法によるGaN結晶作製を行い、GaNにおいても水熱合成法で実績のあるZnOと同じように結晶成長方位の制御が可能であることを見出した。また、30日間の長期育成にも成功し、透明なGaN作製に成功した。育成速度の高速化には、アンモニアのクラッキング状態が大きく影響することを明らかにし、アンモニア合成・分解触媒のタングステンを加えることで、最大で育成速度が28倍向上した。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (27件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Ammonothermal synthesis of thick gallium nitride film employing acidic mineralizers2008

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut, K. Kagamitani, A. Yoshikawa, N. oshino, H. Itoh, S. Kawabata, K. Fujii, T. Yao,and T. Fukuda
    • 雑誌名

      J.Mater.Sci. 43

      ページ: 2270-2275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physico-chemical features of the acidic ammonothermal growth of GaN2008

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut, K. Kagamitani, C. Yokoyama, T. Fukuda
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth 310

      ページ: 891-895

    • 査読あり
  • [雑誌論文] State-of-the-art and prospective for mass-producband gap semiconductor crystals ZnO and GaN by solvothermal technology2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 雑誌名

      日本結晶成長学会誌 Vol.34 No.1

      ページ: 3-10

  • [雑誌論文] Prospects for the ammonothermal growth of large GaN crystal2007

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuda and D. Ehrentraut
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth 305,304-310

      ページ: 59-65

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature effect of ammonium halogenides as mineralizers onphase stability of gallium nitride synthesized under acidic ammonothermal conditions2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut, N. Hoshino, Y. Kagamitani, A. oshikawa, T.Fukuda, H. Itoh and S. Kawabata
    • 雑誌名

      J.Mater.Chem. 17(9),886-893

      ページ: 51-58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ammonothermal epitaxy of thick GaN film using NH_4Cl mineralizer2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani, D. Ehrentraut, A. Yoshikawa, N. Hoshino, T. Fukuda, S. Kawabata and K. Inaba
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys Part 1 45(5A)

      ページ: 4018-4020

    • 査読あり
  • [学会発表] アモノサーマル法における炉内温度差が原料搬送に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      20090330-0402
  • [学会発表] アクティブアモノサーマル法によるGaNバルク結晶作製2009

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      日本学術振興会第161・162委員会合同研究会「デバイスに求められるワイドギャップ半導体のバルク・エピ成長技術」
    • 発表場所
      三重県鳥羽市
    • 年月日
      20090313-14
  • [学会発表] アクティブアモノサーマル法によるGaN単結晶作製2009

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      東北大学多元物質科学研究所窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-10-30
  • [学会発表] 安熱合成法によるGaN結晶へのドーピング結晶中の不純物制御2008

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知県春日井
    • 年月日
      20080902-05
  • [学会発表] Ammonothermal Growth of GaN on Non-polr Plane under Acidic Conditions2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      Second Internati onal Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      Izu,Japan
    • 年月日
      20080706-09
  • [学会発表] High quality GaN growth by the ammonothermal method with acidic mineralizer2008

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      応用物理学会2008春季学術講演会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20080327-30
  • [学会発表] 酸性鉱化剤を用いたアモノサーマル法による高品質GaN結晶育成2008

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      応用物理学会結晶工学分科会2008年・年末講演会,宝石から学ぶ結晶工学と若手ポスター発表会
    • 発表場所
      東京目白
    • 年月日
      2008-12-11
  • [学会発表] Improved growth conditions for GaN by the acidic ammonothermal route2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      ISCS 2007
    • 発表場所
      Kyoto,JAPAN
    • 年月日
      20071016-18
  • [学会発表] GaN growth on a- and m-plane by the ammonothermal methwith acidic mineralizer2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      ISCS 2007
    • 発表場所
      Kyoto,JAPAN
    • 年月日
      20071016-18
  • [学会発表] Acidic ammonothermal growth of gallium nitride2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2007
    • 発表場所
      Bangalore,INDIA
    • 年月日
      20071008-13
  • [学会発表] Ammonothermal growth of GaN2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      IWBNS-5
    • 発表場所
      Salvador,BRAZIL
    • 年月日
      20070924-29
  • [学会発表] GaN grown by ammonothermal method2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      応用物理学会2007秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20070904-05
  • [学会発表] Growth and characterization of gallder acidic ammonothermal conditions2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      The 15^<th> International Conference on Crystal Growth, Poster session Wide Band Gap Bulk & Epitaxial Growth
    • 発表場所
      Salt Lake City,Utah,USA,Oral
    • 年月日
      20070812-17
  • [学会発表] Effect of temperature and mineralizer on phase stability of gallium nitride prepared under acidic ammonothermal conditions2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      The 15^<th> International Conference on Crystal Growth, session Wide Band Gap Bulk & Epitaxial Growth
    • 発表場所
      Salt Lake City,Utah,USA
    • 年月日
      20070812-17
  • [学会発表] Effect of temperature and mineralizer on phase stability of gallium nitride prepared under acidic ammonothermal conditions2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      The European Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      Strasbourg,FRANCE
    • 年月日
      20070526-0606
  • [学会発表] Ammonothermal growth of thick GaN films2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      Poland-Japan-Germany Workshop
    • 発表場所
      Zakopane,POLAND
    • 年月日
      20070521-25
  • [学会発表] Effect of temperature and mineralizer on phase stability and solubility of gallium under acidic ammonothermal conditions2007

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      Poland-Japan-Germany Workshop
    • 発表場所
      Zakopane,POLAND
    • 年月日
      20070521-25
  • [学会発表] 酸性鉱化剤を用いた安熱合成法によるGaNのa面及びm面成長2007

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会(春季)
    • 発表場所
      神奈川県相模原市
    • 年月日
      20070327-30
  • [学会発表] GaN growth by the ammonothermal method with acidic mineralizer2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      第2回日本フラックス成長研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-14
  • [学会発表] Ammonothermal Growth of GaN on Polar and Nonpolar Seeds2007

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      第7回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-12
  • [学会発表] Growth of thick GaN by ammonothermal method using acidic mineralizer2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      2007 International Conference on Crystal Technology and KACG Spring Meeting & 2^<nd> International Symposium for Nano and Advanced Materials
    • 発表場所
      Naju,KOREA
    • 年月日
      2007-06-02
  • [学会発表] 酸性鉱化剤を用いた安熱合成法による高品質GaN単結晶作製2007

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二
    • 学会等名
      日本結晶成長学会特別講演会・日本学術振興会161委員会第54回研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-04-13
  • [学会発表] Optimizing growth conditions for gallium nitride unacidic ammonothermal conditions2006

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting(MRS 2006)
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20061128-30
  • [学会発表] Effect of Temperature and Mineralizer on Phase Stability of Gallium Nitride Prepared Under Acidic Ammonothermal Conditions2006

    • 著者名/発表者名
      D. Ehrentraut
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors 2006(IWN2006)
    • 発表場所
      Kyoto,JAPAN
    • 年月日
      20061022-27
  • [学会発表] Ammonothermal Homoepitaxy of Thick Gallium Nitride Films2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors 2006(IWN2006)
    • 発表場所
      Kyoto,JAPAN
    • 年月日
      20061022-27
  • [学会発表] Ammonothermal Epit axy of Thick GaN Film Using NH_4Cl Mineralizer2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      6^<th> Meeting of Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials
    • 発表場所
      Sendai,JAPAN
    • 年月日
      2006-12-08
  • [学会発表] Approach for high quality bulk GaN growth by the ammonothermal method2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kagamitani
    • 学会等名
      6^<th> Meeting of Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials
    • 発表場所
      Sendai, JAPAN
    • 年月日
      2006-12-08
  • [図書] Electronic Journal別冊2009化合物半導体技術大全

    • 著者名/発表者名
      福田承生
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      電子ジャーナル
  • [図書] アモノサーマル法(安熱合成法)によるGaN単結晶作製

    • 著者名/発表者名
      鏡谷勇二, 福田承生
    • 出版者
      シーエムシー出版(In press)

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公開日: 2010-06-10   更新日: 2021-04-07  

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