| 研究概要 |
超高圧窒素ガスを原料として、金属フラックス中で窒化物結晶成長を行う取り組みを行った。
ベルト型超高圧装置内部に、フラックス及びアジ化ナトリウムを充てんした金属カプセルをセットした後、温度上昇によってアジ化ナトリウムを爆発分解させることで、最高で3,300atmの超高圧窒素ガスを発生させることに成功した。
上述の方法で発生させた超高圧窒素ガスを原料としてGa-Na混合融液中に溶解させたところ、立方晶窒化ガリウムのナノ粒子の合成に成功した。立方晶の窒化ガリウムがほぼ単層合成された例はこれまでにない上に、XRD測定によって得られた窒化ガリウム結晶は極めて結晶性が高いことが判明した。
この窒化ガリウムにユーロピウムのドーピングを試みた結果、立方晶窒化ガリウム中に初めてユーロピウムのドーピングが確認された。ドーピングされたユーロピウムは全て3価であり、明瞭な赤色の蛍光を示した。
本研究の最終目標である窒化炭素結晶合成においては、α-,β-,cubic-相といった超高硬度が理論予測されている物質合成には至らなかったものの、アモルファス状の窒化炭素が合成された。窒素-炭素からなる物質合成がフラックス中で確認されたことによって、今後の窒化炭素結晶合成に道筋をつけた。
以上、超高圧ガスを原料として窒化物結晶をフラックス合成するというこれまでにない試みにおいて、立方晶窒化ガリウムの単層合成やアモルファス窒化炭素合成に成功したことで、本手法の有用性、ならびに将来性が確認された。
|
