II-VI-N_2多元窒化物単結晶の成長と基礎物性解明

III族窒化物半導体に格子整合可能なII-IV-N_2多元窒化物半導体の基礎物性解明を目指し,第1原理計算に基づき,ZnGeN_2を選択して,サファイア基板上へのヘテロエピタキシャル成長を試み,単結晶成長層を得ると共に,単結晶ZnGeN_2薄膜の基礎特性の評価を行った.その結果、以下のことが明らかとなった。1)光学特性を調べるため,ZnGeN_2をα-Al_2O_3(10-12)基板上に直接エピタキシャル成長を試みた.その結果,エピタキシャル成長に成功し,その結晶方位関係は,ZnGeN_2(010)/α-Al_2O_3(10-12), ZnGeN_2[100]//α-Al_2O_3[11-20], ZnGeN_2[001]//α-Al_2O_3[10-11]であった.2)光透過,反射測定よりZnGeN_2のバンドギャップが室温で約3.3eVであることを示した.3)フォトルミネセンス測定により,ZnGeN_2からの励起子発光を初めて確認した.また,この発光の温度依存性より,バンドギャップの温度依存性を決定した.4)Raman分光測定を行い,フォノン振動数について明らかにした.

III族窒化物半導体に格子整合可能なII-IV-N_2多元窒化物半導体の基礎物性解明を目指し,第1原理計算に基づき,ZnGeN_2を選択して,サファイア基板上へのヘテロエピタキシャル成長を試み,単結晶成長層を得ると共に,単結晶ZnGeN_2薄膜の基礎特性の評価を行った.その結果、以下のことが明らかとなった。1)光学特性を調べるため,ZnGeN_2をα-Al_2O_3(10-12)基板上に直接エピタキシャル成長を試みた.その結果,エピタキシャル成長に成功し,その結晶方位関係は,ZnGeN_2(010)/α-Al_2O_3(10-12), ZnGeN_2[100]//α-Al_2O_3[11-20], ZnGeN_2[001]//α-Al_2O_3[10-11]であった.2)光透過,反射測定よりZnGeN_2のバンドギャップが室温で約3.3eVであることを示した.3)フォトルミネセンス測定により,ZnGeN_2からの励起子発光を初めて確認した.また,この発光の温度依存性より,バンドギャップの温度依存性を決定した.4)Raman分光測定を行い,フォノン振動数について明らかにした.