| 研究概要 |
本研究の目的は,申請者の開発したナノ微粒子支援レーザ堆積法(NAPLD) を用いた紫外発光素子開発の基礎を確立することである。得られた主要な成果は以下のとおりである。
(1)P型ZnOナノワイヤの合成を目指して,PをドープしたZnOナノワイヤの合成に成功した。n型電導の原因になっている酸素欠陥に起因する可視発光がPやSbをドープにより減少,蛍光寿命の増加,低温ホトルミネッセンスによるアクセプタ準位の生成を確認した。
(2)イオン注入によるPのナノワイヤへのドーピングを行った。イオン注入によりバンド端発光が消失することから,結晶格子構造が破壊されることが分かった。このサンプルの蛍光特性の回復に関して,レーザアニールにより紫外発光のみを示して酸素欠陥による可視発光のない状態に回復し,レーザアニールが大変有用であることを見出した。これはナノワイヤの内部にpn接合を形成するための手法として期待される。
(3)p型ドーパントの注入法としてSbをドーパントとナノワイヤ成長の触媒として利用する手法を初めて確立した。この手法を利用してAlとSbを共添加しかZnOナノワイヤの合成に成功した。
(4)NAPLD法と通常のPLD法を組み合わせて,ナノワイヤの半径方向に組成の異なるコアシェル構造の作製法を確立した。これは,ナノワイヤの径方向にpn接合を形成する手法として利用できる。
(5)p型GaN基板上にn型ZnOナノワイヤを垂直に直接成長する技術を確立してヘテロpn接合の作製に成功するとともに,整流特性と紫外発光を確認した。
(6)NAPLDによるZnOナノワイヤの作製において,作製条件を制御してナノウォールを作製できる条件を見出した。また,ZnOナノウォールは,ナノワイヤに比べて優れた電界放出特性を示すことを見出した。
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