六方晶窒化ホウ素の発光機構解明のためのホモエピタキシャル成長

摘要

六方晶窒化ホウ素（h-BN）は、窒素原子とホウ素原子のsp2 結合からなる原子層平面の積層に よりなり、グラフェンや遷移金属カルコゲナイド2 次元原子層結晶の基板として広く用いられて いる。精密な2 次元物理現象を観測した報告例の多くは、高圧合成により得られた高純度単結晶 をグラフェン同様の剥離法により薄膜化して用いている[1]。これまで、将来的な応用を目指して CVD 法による多くの単結晶膜の報告がなされているが、単結晶の大きさが約数十μm のオーダー の原子層薄膜で剥離法によって得られる高品質の単結晶には品質の点でおよばない。また、一方 でh-BN は高輝度の紫外発光材料であるが、その発光機構はよくわかっていない。ワニエタイプの 間接遷移型励起子により発光バンドのアサイメントが報告されているが[2]、本物質は誘電率が低 いのでフレンケル励起子に近い状態になっているものと考える方が自然である。また、格子系と の相互作用による対称性の低下が指摘されているが[3]、高圧成長結晶といえども積層欠陥は避け られず、対称性の低下の本質が問題である。