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2008 年度 実績報告書

ヘリコン波励起プラズマスパッタ法による酸化亜鉛エピタキシーと微小共振器形成

研究課題

研究課題/領域番号 19360137
研究機関東北大学

研究代表者

秩父 重英  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80266907)

キーワードヘリコン波励起プラズマ / 酸化亜鉛 / 微小共振器 / エピタキシー / 電気・電子材料 / 励起子 / 励起子ポラリトン
研究概要

ポラリトンレーザの実現は、新たな原理によるコヒーレント光の出現という学術的意義と、超低閾値化や未踏波長領域の光源実現という応用上の意義をあわせ持つ。
H20年度は、ヘリコン波励起プラズマススパッタエピタキシー(HWPSE)法成長酸化亜鉛(ZnO)エピタキシャル成長薄膜の高品質化を目的として、水熱合成ZnO基板上にZnOのホモエピタキシャル成長を行った。Zn極性基板を用いた場合、920℃以上の高温成長で成長条件を最適化することにより、分子線エピタキシー(MBE)法やレーザMBE法と遜色のない高品質な薄膜の成長に成功した。低温のフォトルミネッセンススペクトルには、A、B自由励起子の第一励起状態からの発光や、A、B励起子ポラリトンの発光が明瞭に観測された。まさにHWPSE法の長所を発揮させることに成功した。
これと平行し、SiO_2、ZrO_2誘電体酸化物薄膜を反応性HWPS法で堆積して分布ブラッグ反射鏡を形成し、計算値にほぼ一致する反射率スペクトルを得た。さらに、新たな透明導電性薄膜として注目されはじめたNb添加(n型)TiO_2薄膜のHWPS製膜を開始し、比較的比抵抗の低い薄膜体積に成功した。また、屈折率分散を測定してZnO : Alとのλ/4n厚積層構造の計算を行い、導電性非単結晶DBR形成への指針を構築した。
さらに、Ga添加ZnOやCu添加NiO等のn型、p型透明導電膜のHWPS薄膜堆積を行い、抵抗率制御の基礎データを取得した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Helicon-wave-excited plasma sputtering deposition of CuAlO_2 thin films2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takahata
    • 雑誌名

      Phvsica Status Solidi (c)5

      ページ: 3101-3103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Ga doped ZnO thin films by helicon-wave-excited plasma sputtering2008

    • 著者名/発表者名
      S. Masaki
    • 雑誌名

      Phvsica Status Solidi (c)5

      ページ: 3135-3137

    • 査読あり
  • [学会発表] ヘリコン波励起プラズマスパッタ法によるNiO : Cu薄膜成長2009

    • 著者名/発表者名
      村田芳綱
    • 学会等名
      2009年春季応用物理学会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] Cu(AI, Ga, In)(S, Se)_2カルコパイライト型半導体の有機金属化学気相エピタキシャル成長2009

    • 著者名/発表者名
      秩父重英
    • 学会等名
      2009年春季応用物理学会シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] ヘリコン波励起プラズマスパッタ法成長ZnOエピタキシャル薄膜の励起子ポラリトン発光2009

    • 著者名/発表者名
      澤井泰
    • 学会等名
      2009年春季応用物理学会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] Helicon-wave-excited-plasma sputtering epitaxy of ZnO on GaN temolates and bulk ZnO substrates2008

    • 著者名/発表者名
      H. Amaike
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on ZnO and Related Materials
    • 発表場所
      Michigan, USA
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] Dephasina dynamics of excitons and biexcitons in ZnO2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hazu
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on ZnO and Related Materials
    • 発表場所
      Michigan, USA
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] Preparation of Ga-doped ZnO transparent conducting films by helicon-wave-excited plasma sputtering2008

    • 著者名/発表者名
      S. Masaki
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-16)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] Helicon-wave-excited plasma sputtering and RF sputtering depositions of CuAlO_2 thin films2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takahata
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-16)
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] p-Nio/n-ZnOによるp-n接合ダイオードの試作2008

    • 著者名/発表者名
      村田芳綱
    • 学会等名
      2008年秋季応用物理学会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2008-09-05
  • [学会発表] GaNテンプレ-ト及びバルクZnO基板上へのZnOのHWPSE成長2008

    • 著者名/発表者名
      天池宏明
    • 学会等名
      2008年秋季応用物理学会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2008-09-04

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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