| 研究課題/領域番号 |
26706013
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
安達 正芳 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90598913)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 窒化アルミニウム |
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| 研究実績の概要 |
単結晶窒化アルミニウム(AlN)はAlGaN系深紫外発光素子の基板として期待される材料である．しかしながら，これまでに大口径なAlN単結晶を安価に作製する手法は確立していない．申請者はGa-Alフラックスを用いたサファイア基板上への独自のAlN液相成長法の技術開発を行なっている．本研究課題では，実用化に向けた大型化を行なうとともに，フラックスの窒素溶解度や融液熱物性等の基礎データを取得することで，融液ダイナミクス・結晶成長メカニズムを解明・理解し，その知見を元に高品質化および高速成長化を目指している．2015年度は，結晶成長メカニズムの理解に向け，フラックス中への窒素溶解度の測定を行なった．また，r面サファイアを基板として用い，これまでとは異なった面でのAlN成長を試みた．
フラックス中への窒素溶解度の測定に関して，表面を窒化処理した酸化アルミニウム坩堝にGa-Al合金と焼結したAlN固体を入れ，その坩堝をステンレス製の容器内にアルゴン封入し，ステンレス製容器を実験温度で保持することで，Ga-Al中に窒素を溶解させた．試料を高温保持後，炉から取り出して急冷し，サンプル中の窒素濃度を測定することで，飽和溶解量を決定した．結果は2016年秋の学会で公開予定である．
またr面サファイアを基板として用いた実験に関して，r面サファイアを用いることで，a面のAlNが成長することが期待される．高Al組成のAlGaN系深紫外発光素子では，a面を用いることでc面を用いた素子よりも高い効率で発光することが報告されているため，a面AlNの作製を試みた．その結果，基板の垂直方向に対して僅かに傾き，またダブルドメインとなっているものの，ほぼa軸に配向したAlNを成長させることに成功した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2015年度は，当初の計画の通り，結晶成長メカニズムの理解を目指した基礎実験として，フラックス中への窒素溶解度の測定を行った．また，実際の結晶成長の研究に関しても，r面サファイア基板を用いた非極性面AlNの成長に関する研究を行い，AlNの成長に成功した．
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| 今後の研究の推進方策 |
2016年度は，2015年度に引き続き，フラックス中への窒素溶解度の測定およびr面サファイア基板上への非極性面AlN作製の研究を継続する．また，2014年度に行なった窒化サファイア基板のGa-Alフラックスとの濡れ角測定の実験に関して，2014年度の実験では得られていなかった濡れ角のフラックス組成，温度および雰囲気依存性を測定することで，本手法の理解を深めるために必要な基礎データを充実させる．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
高温熱分析装置の購入の必要が無くなったため，基金分の一部を2016年度以降に繰り越した．
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| 次年度使用額の使用計画 |
2珪化モリブデンヒーターの購入に使用する．
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