講演抄録/キーワード |
講演名 |
2014-06-20 14:20
触媒反応生成高エネルギーH2Oを用いてサファイア基板上に堆積した窒素ドープZnO薄膜の成長 ○大橋優樹・叶内慎吾・山口直也・玉山泰宏・加藤孝弘・安井寛治(長岡技科大) EMD2014-17 CPM2014-37 OME2014-25 エレソ技報アーカイブへのリンク:EMD2014-17 CPM2014-37 OME2014-25 |
抄録 |
(和) |
白金ナノ粒子表面での水素と酸素の自己発熱反応を利用して高エネルギーH2Oを生成し、気相中でアルキル亜鉛ガスと衝突させ高エネルギーZnOプリカーサを生成し、a面サファイア基板に供給しZnO膜を作製した。同時に気相中でN2Oガスを供給し作製したZnO膜について、X線回折とフォトルミネッセンス(PL)特性の測定、そして二次イオン質量分析法(SIMS)による不純物濃度の評価を行った。ZnO(0002)のロッキングカーブの半値幅は、N2O圧力3.2×10-3 Paで成長したサンプルで、146 arcsecと最も小さく、優れた結晶配向性の膜が得られた。15KにおけるPL測定ではN2Oをドープした試料から強い中性ドナー束縛励起子D0Xと自由励起子FXA(n=1)のピークが観察され、D0Xの半値幅は0.6〜0.7 meVと非常に小さく光学的に良好な結晶であることが分かった。SIMS測定の結果、N原子は検出限界の2×1017 cm-3以下と殆ど取り込まれていないことが分かった。しかしN2Oの添加によって、膜表面のファセットの寸法の増大や結晶性、配向性が向上していることから、N2Oにより生成されたプリカーサが膜成長表面で結晶成長を促すサーファクタントとして機能しているのではないかと推察された。 |
(英) |
ZnO films were grown on a-plane sapphire substrates using a reaction between an alkylzinc (DMZn) gas and high-energy H2O, the latter is generated by a Pt-catalyzed exothermic H2-O2 reaction. N2O gas was added in the reaction zone during the film growth. The influence of the N2O gas supply on the properties of the ZnO films was investigated. Although all films showed an n-type character, FWHM value of -rocking curve of ZnO (0002) diffraction of a N2O doped (3.2×10-3 Pa) film was 146 arcsec, while that of an undoped ZnO film was 205 arcsec. FWHM values of the donor-bound exiciton (Dox) emission of the N2O doped ZnO films were 0.6-0.7 meV, while that of an undoped ZnO film was 0.9 meV. Nitrogen concentrations in all N2O doped samples were lower than the detection limit (2×1017 cm-3) of SIMS. From the improvement of the crystallinity, crystal orientation and the size of crystalline facets, however, nitrogen precursors generated by the reaction between the high-energy H2O and the N2O gas were speculated to play a role of surfactants on the growing-film surface. |
キーワード |
(和) |
ZnO / 触媒反応 / 高エネルギーH2O / X線回折 / PLスペクトル / SIMS / / |
(英) |
ZnO / catalytic reaction / high-energy H2O / x-ray diffraction / PL spectra / SIMS / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 114, no. 95, CPM2014-37, pp. 49-53, 2014年6月. |
資料番号 |
CPM2014-37 |
発行日 |
2014-06-13 (EMD, CPM, OME) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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