2005 Fiscal Year Annual Research Report
新規超伝導体および紫外線LEDホスト層としてのh-BNへのキャリアードーピング
Project/Area Number |
05F05412
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
山中 昭司 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ZHUGE Fei 広島大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | 六方晶窒化ホウ素 / キャリアードープ / 超伝導体 / 紫外発光 / 高圧合成 / 薄膜合成 |
Research Abstract |
β-ZrNClやβ-HfNClなどの層状窒化物層間にアルカリ金属をインターカレーションすると、結晶層に電子がドープされ、バンドギャップの大きいこれら半導体が、超伝導体に変化することを報告している。本研究では、これら窒化物層が二次元ハニカム構造をとり、六方晶窒化ホウ素(h-BN)と類似することに着目し、h-BN層へのキャリヤードープを試みる。h-BN層が超軽元素で構成されていることを考慮すると、強い電子-格子相互作用から、この層にキャリヤー(電子またはホール)をドープできれば、高いTcを有する新規超伝導体の出現が期待できる。層状h-BNは広いバンドギャップ(5.8eV)を持つ直接遷移型の半導体でもある。h-BNにおいて、キャリヤードープが実現し、p-n接合ができれば、220nmの紫外線発光も期待される。 研究の進捗状況 1.現有の電子ビーム加熱を装備した薄膜蒸着装置を用いて、h-BN薄膜の作成を行った。蒸着源にはホウ素単体を用い、窒素はRFラジカル源を用いた。シリコンや石英ガラスを基板として基板温度400-1000℃で薄膜合成を試みた。赤外吸収測定から、六方晶窒化ホウ素(h-BN)の生成を確認しているが、結晶性の膜は得られていない。 2.アルカリ金属のインターカレーション h-BN粉末へのカリウムのインターカレーションを封管法で行った。アジ化カリウムや金属カリウムを用いて種々の条件を試みたが、インターカレーションには成功していない。 3.h-BN単結晶育成 フッ化アンモニウムをフラックスとして、白金カプセルを用いて単結晶合成を行った。微粉末h-BNが0.1-0.5mm程度の透明な単結晶に成長した。引き続き、高圧下での単結晶へのキャリヤードープを試みる計画である。
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