立方晶窒化ホウ素（cBN）の基礎吸収端における光学特性

摘要

立方晶窒化ホウ素（cBN）は，Ⅲ-Ⅴ族窒化物半導体中最大のバンドギャップエネルギーをもつと予想されることや化学的に非常に安定であることなど，特色ある優れたデバイスを開発するための素材として魅力ある物質である。 しかし，現状で高品質の立方晶窒化ホウ素を成長させるのは非常に難しく，cBNのいろいろな物理的性質の詳細はあまり明らかにされていない。 近年，窒化ガリウム（GaN）系の発光デバイス開発に触発されるようにⅢ-Ⅴ族窒化物半導体が盛hに研究されているにもかかわらず，本格的なcBN半導体実験研究に関する報告例は，ここ10年を見てもわずかに10数件を数えるのみである。 特に高い結晶純度を必要とする基礎吸収端の性質は，ほとhど明らかにされていない。 これまでのバンドギャップの報告例では，結晶欠陥の影響を受けやすい発光スペクトルなどのオンセットから推定されており，その値は約6.1～6.4eVというように大きくぼらついていた。 一方，バンド情造計算は，比較的報告例が多く，計算結果のほとhどが間接型半導体（価電子帯頂上がブリユアンゾーンΓ点にあり，伝導帯の最小点はゾーン境界のX点にある）であることを示しており，正確な実験結果が長い間期待されていた。