liquid phase epitaxy of nitride semiconductor thin films under an atmospheric pressure nitrogen ambience

点击翻译按钮获取中文摘要

2022年度は、以下の取り組みを行った。窒化物半導体の常圧液相成長は極めて新規性の高い研究課題であり、最適な成長条件や成長可能な基板に関する知見も十分得られていない。そこで、成長用基板として安価な石英基板を用い、非晶質の基板上においても窒化ガリウム(GaN)薄膜の結晶成長が可能であるか検討を行った。常圧液相成長法により作製したGaN薄膜の構造、結晶性、および、光学特性を様々な測定装置を用いて評価した。まず、微分干渉顕微鏡により薄膜表面を観察した。成長時間が比較的短かったこともあり、GaN薄膜は基板全面を覆っておらず、島状に成長していた。しかしながら、島状に成長している領域には細かな結晶粒子が確認された。当該試料に対してX線回折のθ-2θ測定を行ったところ、2θ=34.6°付近のGaN(0002)のほぼ単一の回折ピークが得られた。すなわち、非晶質である石英を成長用基板として用いた場合でも、基板面の垂直方向に対してｃ軸が強く配向したＧａＮ薄膜が成長することが分かった。ただし、同薄膜が単結晶構造であるのか、あるいは、基板面に対してｃ軸配向した柱状の多結晶構造であるのかを明らかにするためにはさらなる検討が必要である。なお、可視紫外域の透過率測定も実施したが、ＧａＮの膜厚が薄い、あるいは、島状であるためか、ＧａＮの基礎吸収端に相当する透過率の低下は明瞭に観察することはできなかった。2022年度の成果発表としては、国際会議である第12回アジア太平洋物理会議The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC 12)での口頭発表がある。