Fabrication of quantum-dot-dispersed semiconductor films by the single process using mist CVD

使用雾气CVD单一工艺制造量子点分散半导体薄膜

• 批准号: 21K04154
• 负责人: 原 和彦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04154/
• 关键词: ナノ粒子分散半導体薄膜; 酸化亜鉛; 酸化マグネシウム亜鉛; ミスト化学気相法; フォトルミネッセンス; カソードルミネッセンス; 酸化アルミニウムガリウム; ナノ粒子; 量子閉じ込め; ミストCVD; 蛍光体; 酸化物半導体

発光特性の向上と新たな機能付加を目的とした新しいタイプの発光材料構造として、バンドギャップの大きな半導体（バリア層）中にバンドギャップの小さいナノ粒子を分散させたナノ粒子分散半導体薄膜を提案し、ミスト化学気相法をベースとした単一プロセスにより作製することを目的とした研究である。今年度得られた成果を以下にまとめる。(1)昨年度の研究において課題であった基板面内での膜厚および組成の不均一性を解決するために、新たにファインチャネル型のリアクターを設計・導入した。これを用いることにより、ZnO系、Ga2O3系薄膜共に、膜厚の均一性が大幅に改善させることができた。また、ミストによるナノ粒子輸送についても問題ないことを確認した。(2)上述の新リアクターを用いたGa2O3薄膜の成長では、基板温度の上昇に従い結晶相がα→β→ε相の順に明確に変化した。Ga2O3系バリア層にZnOナノ粒子を分散させる場合には、バリア層の結晶相としては対称性の類似性からα相が適しているが、この結果から、α相が安定に形成される基板温度を450℃に決定できた。(3)作製したナノ粒子分散 (Zn,Mg)O薄膜を窒素雰囲気中でアニールし、その効果を調べた。実験を行った範囲においては、高温かつ高いMg原料濃度で成長させた試料において、アニールによるZnOナノ粒子からの発光増大が確認された。これは、薄膜中およびナノ粒子の内部や周囲の欠陥が取り除かれためと考えられ，アニールの有効性が示された。

発 light feature の と up new た な function plus を purpose と し た new し い タ イ プ の 発 light material structure と し て, バ ン ド ギ ャ ッ プ の big き な semiconductor (バ リ ア layer) in に バ ン ド ギ ャ ッ プ の small さ い ナ を ノ particles dispersed さ せ た ナ ノ particle dispersion semiconductor thin film を proposal し, ミ ス ト chemical 気 phase を ベ ー ス と し た 単 a プ ロ セ ス に よ The purpose of making する とを とを is と た for research である. The following are the られた achievements of this year: にまとめる. (1) the study of yesterday's annual の に お い て subject で あ っ た within the base board face で の film thickness お よ び of uneven の a sexual を solve す る た め に, new た に フ ァ イ ン チ ャ ネ ル type の リ ア ク タ ー を design, import し た. こ れ を with い る こ と に よ り, ZnO, Ga2O3 に, film thickness の homogeneity が に significantly improve さ せ る こ と が で き た. Youdaoplaceholder0, ストによるナノ particle transport に た て て て problem な とを とを とを とを とを とを confirm た. (2) the の new リ ア ク タ ー を with い た Ga2O3 films の growth で は, substrate temperature rising の に 従 い crystalline phase が alpha and beta - epsilon phase の shun に clear に variations change し た. Ga2O3 department バ リ に ア layer ZnO ナ を ノ particles dispersed さ せ る occasions に は, バ リ の ア layer crystalline phase と し て は said seaborne の analogy か ら alpha が optimum し て い る が, こ の results か ら, alpha が settle に form さ れ を る substrate temperature 450 ℃ に decided で き た. (3) To prepare <s:1> たナノ particle dispersion (Zn,Mg)O films, the effects of でアニ でアニ <s:1> べた <s:1> <s:1> <s:1> そ そ and そ are adjusted in を atmosphere 囲. Line be 験 を っ た van 囲 に お い て は, high-temperature か つ high い Mg raw material concentration で growth さ せ た sample に お い て, ア ニ ー ル に よ る ZnO ナ ノ particle か ら の 発 light raised large が confirm さ れ た. こ れ は, film of お よ び ナ ノ particle の internal や weeks 囲 の owe 陥 が take り except か れ た め と exam え ら れ, ア ニ ー ル の have sharper sex が shown さ れ た.

项目成果

ミストCVD法により作製したナノ粒子分散(Zn,Mg)O薄膜へのアニールの効果

退火对雾气CVD法制备纳米粒子分散(Zn,Mg)O薄膜的影响

• 发表时间: 2023
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告
• 作者: 田中京輔;奈良俊宏;矢ヶ崎司;伊藤里樹;光野徹也;小南裕子;原和彦
• 通讯作者: 原和彦

ミストCVDによるZnOナノ粒子分散ZnMgO薄膜の作製

雾气CVD法制备ZnO纳米粒子分散的ZnMgO薄膜

• 发表时间: 2021
• 作者: 奈良 俊宏;小野田 翔悟;矢ヶ崎 司;田中 京輔;光野 徹也;小南 裕子;原 和彦
• 通讯作者: 原 和彦

ミスト CVD による ZnO ナノ粒子分散(Ga,Al)2O3 薄膜の作製

雾气CVD法制备ZnO纳米颗粒分散(Ga,Al)2O3薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: 矢ケ崎 司;奈良 俊宏，田中 京輔;伊藤 里樹;光野 徹也;小南 裕子;原 和彦
• 通讯作者: 原 和彦