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本研究の目的は「高品質非極性面GaN上GaInNの結晶成長と評価」であり、高品質な非極性面GaNの作製が最も重要なテーマに位置図けられる。そして、高品質な非極性面GaNの作製方法を開発できた。それは「サファイア加工基板からの非極性面GaNの成長方法」である。サファイア加工基板を用いることによって様々な面方位のGaN、例えばm-GaN、a-GaN、(11-22)GaN、(10-11)GaNを作製することが可能となった。この技術は選択横方向成長技術を有することによりどの面方位のGaNも高品質な膜が得られる。本研究課題の第一の目的はa-GaNのみの高品質な膜の作製であったが、m-GaN、a-GaN、(11-22)GaN、(10-11)GaNの4種類のGaNを高品質に作製することができた。この技術を確立したことによって、最終目的であった「高品質非極性面GaN上GaInNの結晶成長と評価」を非常に有利に進めることができ、4種類のGaN上のGaInNを評価した。その結果、m-GaN、a-GaNの上にGaInNを成長させるとGaInNは劣悪な表面平坦性の結晶となるが、(11-22)GaN、(10-11)GaN上のGaInNは平坦性に非常に優れことが明らかとなった。これはGaNにおいて(11-22)、(10-11)面が非常に安定であることからヘテロエピタキシャル成長においても表面の平坦性は良いという新たな知見を得ることができた。
本研究課題の「高品質非極性面GaN上GaInNの結晶成長と評価」を新規的な手法である「サファイア加工基板からの非極性面GaNの成長方法」を用いて作製した。その結果、これまでGaInNは表面平坦性の劣悪なものしか得ることができなかったが、(11-22)、(10-11)面がGaInNの有望な面方位であるという非常に重要な知見を得ることができた。
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