水溶液法による酸化ガリウムエピタキシャル層の低温直接形成

水溶液法低温直接形成氧化镓外延层

• 批准号: 21K04657
• 负责人: 我田 元
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meiji 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-21K04657/
• 关键词: 酸化ガリウム; エピタキシャル層; 水溶液法; Chemical Bath Deposition; ヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム; オキシ水酸化ガリウム; β-Ga2O3; エピタキシャル成長; 化学浴堆積法

本研究では、次世代パワーデバイス用材料のひとつとして期待されるβ-酸化ガリウム (β-Ga2O3) エピタキシャル層を水溶液法により形成することを目的とする。通常、β-Ga2O3層は500℃～1000℃の高温かつ高真空を利用する気相法で作製される。それに対し、低温・低温エネルギー、かつ大気圧を利用する水溶液法でのβ-Ga2O3層形成が可能となれば、環境負荷の低減だけでなく、製造コスト低減によりβ-Ga2O3の普及への一助となると考えられる。本研究では、水溶性ガリウム塩であるヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム ((NH4)3GaF6) を合成し、その水溶液中での加水分解反応を制御することで、従来は困難であった水溶液中でのβ-酸化ガリウム層形成を目指す。また、Non-Seed CBD (Chemical Bath Deposition, 化学浴堆積)法を利用することで、β-Ga2O3エピタキシャル層の低温直接形成を目指す。本年度は、(NH4)3GaF6のボールミルによる合成を見直し、アルコール中で合成を行うことで、繰り返し性よく(NH4)3GaF6を合成可能となった。得られた(NH4)3GaF6を使用して、Non-Seed CBD法によるガリウム化合物の成膜を行った。種々の温度、pH条件を検討したものの、いずれの条件においても生成相はオキシ水酸化ガリウム(GaOOH)となり、酸化ガリウム相を得ることはできなかった。ただし、pH条件によって膜構造が変化することを見出し、特に高pH条件においては、柱状結晶が垂直に配列した膜構造が得られた。

This study is aimed at the formation of β-acidified (β-Ga2O3) layers by aqueous solution method for the next generation of materials used in the field. Generally, the β-Ga2O3 layer is prepared by the gas phase method at high temperature of 500℃~1000℃ and high vacuum. For example, low temperature and low temperature production, high pressure utilization, aqueous solution method, formation of β-Ga2O3 layer, reduction of environmental load, reduction of production temperature, popularization of β-Ga2O3 layer, etc. This study indicates the synthesis of (NH4) 3GaF6 and the control of hydrolysis reaction in aqueous solution. Non-seed CBD (Chemical Bath Deposition) method is used to direct the formation of β-Ga2O3 layer at low temperature. This year, the synthesis of (NH4) 3GaF6 is straightforward, and the synthesis of (NH4) 3GaF6 is possible. To obtain (NH4) 3GaF6, use the Non-Seed CBD method to form a film of the compound. The temperature and pH conditions of the seed are discussed. The conditions of the seed are discussed. The phase of the seed is acidified (GaOOH). The structure of the film is formed under the condition of pH and the columnar crystal is formed under the condition of pH

项目成果

水溶液プロセスを用いたZnO 成膜と二段階濃度制御による電気伝導性への影響調査

水溶液法及两步浓度控制成膜ZnO对电导率的影响研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩田匡平;我田元
• 通讯作者: 我田元

Formation of double-cone-shaped ZnO mesocrystals by addition of ethylene glycol to ZnO dissolved choline chloride?urea deep eutectic solvents and observation of their manners of growth

ZnO溶解的氯化胆碱·尿素低共熔溶剂中加入乙二醇形成双锥状ZnO介晶并观察其生长方式

• DOI: 10.1039/d1ce01049b
• 发表时间: 2021
• 期刊: CrystEngComm
• 影响因子: 3.1
• 作者: Wagata Hajime;Harada Ginji;Nakashima Eriko;Asaga Motoki;Watanabe Tomoaki;Tanaka Yuya;Tada Masaru;Yubuta Kunio
• 通讯作者: Yubuta Kunio

Fabrication of ZnO: rGO Composite Films by Spin-Spray Method and their Electrical Properties

旋转喷涂法制备ZnO:rGO复合薄膜及其电性能

• 发表时间: 2021
• 作者: Matsushita Saori;Suzuki Ryo;Abe Marina;Kojima Kenichi;Tachibana Masaru;Hajime Wagata, Hiroaki Taniguchi
• 通讯作者: Hajime Wagata, Hiroaki Taniguchi

モリブデン酸ナトリウムフラックスによるランタン鉄酸化物結晶の育成

钼酸钠熔剂生长氧化铁镧晶体

• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan
• 作者: 我田元;西脇淳平;石渡莉奈
• 通讯作者: 石渡莉奈

Non-Seed CBD法を用いた ZnO成膜と二段階濃度制御の膜構造への影響調査

研究非种子CBD法和两步浓度控制对ZnO薄膜形成对薄膜结构的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩田匡平;我田元
• 通讯作者: 我田元