触媒反応生成高エネルギーH_2Oを用いてサファイア基板上に成長したZnOエピタキシャル膜の結晶構造と転位分布

摘要

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H_2O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、a面サファイア基板に供給しZnO膜を作製した。様々な厚さのZnO膜の電気伝導特性を調べたところ、膜厚の増加に伴い移動度は大きくなったが、500nm以下の膜厚では膜厚の減少と共に移動度が大きく減少し残留キャリア濃度は大きく増加した。このことから基板－膜界面近傍に高密度の欠陥を有する層の存在が窺われた。膜厚約5μmのZhO膜について透過電子顕微鏡（TEM）観察によりZnO膜の結晶構造について調べたところ界面近傍に高密度の欠陥の存在が観察された。そこで2波回折条件でのTEM観察より基板－膜界面近傍と膜表面近傍の転位密度の評価を行った。