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今年度は、はじめにいくつかの非単結晶基板の上に形成した当該半導体薄膜の微細構造について詳細に検討した。本研究で使用する分子線エピタキシー装置において、活性窒素を供給するためのプラズマセルを複数同時に稼働した場合に、連続膜的なモフォロジーを有する状態から個々の結晶が分離した状態に変化することを確認した。なお、この際、Ⅲ族元素として、ガリウム単独ではなくインジウムも同時に供給し、成長温度を比較的高くした条件においてその状態が再現されやすいことを確認した。このようなモフォロジーを有する当該薄膜においては、フォトルミネセンス光の発光波長がバンド端発光よりも長波長側にシフトし、その発光強度が非常に高くなるという現象を確認している。
ガリウムに加えてインジウムを同時に供給した場合に上記のような構造が得られることに関しては、同時供給するインジウムの供給量を変えて当該薄膜を作製し、その影響を検討することにより確認した。その結果、成長温度を比較的高い状態にしているため、熱力学的にガリウムよりも取り込まれにくいインジウムが薄膜中に取り込まれる量はごくわずかであり、ガリウムとほぼ同程度の量を供給しているインジウムの薄膜中からの大量の再蒸発がその形成に大きく影響していることが示唆された。
上記のように、非単結晶基板の上に、当初の計画にはなかった新たなⅢ族窒化物半導体に基づくナノ柱状結晶を形成する技術が得られ、より高性能の当該デバイスの実現に繋がる成果が得られた。
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