Realization of Bulk GaN Crystal by Local Cooling Technique in the Na flux Method

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Ga-Na溶液の電気抵抗測定を用いて単体金属から出発したGa及びNaを高温に溶かし混合になるまでの様子を観測した。Ga-Na電気抵抗の初期値が低く、GaとNaの混合に伴い電気抵抗が増加することが観測された。徐々に増加する値が一定になるまでの時間を混合時間として評価した。混合時間の温度依存性について調査し、温度が高いほど混合時間がが短いことが定量的に判明した。GaとNaの混合比率を変えたところ、Ga/Na比が低いほど混合時間が短いことが明らかになった。温度・混合組成の依存性の結果を踏まえて、測定時のGa-Na溶液の混合プロセスは拡散プロセスに支配されることを推定できた。Ga-Na溶液中にGaN種結晶上における結晶化プロセスを電気抵抗測定を用いてIn-situモニタリングを実施した。GaNの結晶化に伴い、Ga-Na溶液中の電気抵抗が減少した。加えて、電気抵抗の減少する速度が結晶成長速度の変化に応じて変化していることを観測した。結晶化に伴い、GaがGaNの生成に消費され、Ga/Na比が減少した結果、電気抵抗が減少したといえる（Ga-Na溶液の電気抵抗の組成依存性の測定結果と同様の傾向）。Ga-Na溶液の電気抵抗測定から間接的にGaN結晶成長プロセスを観察できることが分かった。