水溶液法による酸化ガリウムエピタキシャル層の低温直接形成

水溶液法低温直接形成氧化镓外延层

• 批准号: 21K04657
• 负责人: 我田 元
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04657/
• 关键词: 酸化ガリウム; エピタキシャル層; 水溶液法; Chemical Bath Deposition; ヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム; オキシ水酸化ガリウム; β-Ga2O3; エピタキシャル成長; 化学浴堆積法

本研究では、次世代パワーデバイス用材料のひとつとして期待されるβ-酸化ガリウム (β-Ga2O3) エピタキシャル層を水溶液法により形成することを目的とする。通常、β-Ga2O3層は500℃～1000℃の高温かつ高真空を利用する気相法で作製される。それに対し、低温・低温エネルギー、かつ大気圧を利用する水溶液法でのβ-Ga2O3層形成が可能となれば、環境負荷の低減だけでなく、製造コスト低減によりβ-Ga2O3の普及への一助となると考えられる。本研究では、水溶性ガリウム塩であるヘキサフルオロガリウム酸アンモニウム ((NH4)3GaF6) を合成し、その水溶液中での加水分解反応を制御することで、従来は困難であった水溶液中でのβ-酸化ガリウム層形成を目指す。また、Non-Seed CBD (Chemical Bath Deposition, 化学浴堆積)法を利用することで、β-Ga2O3エピタキシャル層の低温直接形成を目指す。本年度は、(NH4)3GaF6のボールミルによる合成を見直し、アルコール中で合成を行うことで、繰り返し性よく(NH4)3GaF6を合成可能となった。得られた(NH4)3GaF6を使用して、Non-Seed CBD法によるガリウム化合物の成膜を行った。種々の温度、pH条件を検討したものの、いずれの条件においても生成相はオキシ水酸化ガリウム(GaOOH)となり、酸化ガリウム相を得ることはできなかった。ただし、pH条件によって膜構造が変化することを見出し、特に高pH条件においては、柱状結晶が垂直に配列した膜構造が得られた。

这项研究旨在形成氧化β-GALLIUM（β-GA2O3）外延层，该层预计将通过水溶液方法成为下一代动力设备的材料之一。通常，β-GA2O3层是通过使用高温和500°C至1000°C的高温和高真空制造的。另一方面，如果可以使用使用低温，低温能量和大气压的水溶液方法形成β-GA2O3层，则认为它不仅会降低环境影响，而且还将通过降低制造成本来扩散β-GA2O3。在这项研究中，我们的目标是在水溶液中形成β-加仑的氧化物层，以前通过合成六氟酸铵（（NH4）3GAF6），水溶性甘露盐盐，并在水溶液中控制水解反应。此外，通过使用非种子CBD（化学浴沉积），我们的目标是在低温下直接形成β-GA2O3外延层。今年，我们使用球厂回顾了（NH4）3GAF6的合成，并且通过在酒精中进行合成，我们能够合成（NH4）3GAF6并具有可重复性。使用获得的（NH4）3GAF6，通过非种子CBD方法沉积了甘油化合物。尽管研究了各种温度和pH条件，但在任何条件下，产生的相都是羟化氧化物（GAOOH），并且未获得氧化；然而，发现膜结构根据pH条件，尤其是在高pH条件下的膜结构而变化，膜结构垂直得出了柱状晶体。

项目成果

水溶液プロセスを用いたZnO 成膜と二段階濃度制御による電気伝導性への影響調査

水溶液法及两步浓度控制成膜ZnO对电导率的影响研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩田匡平;我田元
• 通讯作者: 我田元

Formation of double-cone-shaped ZnO mesocrystals by addition of ethylene glycol to ZnO dissolved choline chloride?urea deep eutectic solvents and observation of their manners of growth

ZnO溶解的氯化胆碱·尿素低共熔溶剂中加入乙二醇形成双锥状ZnO介晶并观察其生长方式

• DOI: 10.1039/d1ce01049b
• 发表时间: 2021
• 期刊: CrystEngComm
• 影响因子: 3.1
• 作者: Wagata Hajime;Harada Ginji;Nakashima Eriko;Asaga Motoki;Watanabe Tomoaki;Tanaka Yuya;Tada Masaru;Yubuta Kunio
• 通讯作者: Yubuta Kunio

Fabrication of ZnO: rGO Composite Films by Spin-Spray Method and their Electrical Properties

旋转喷涂法制备ZnO:rGO复合薄膜及其电性能

• 发表时间: 2021
• 作者: Matsushita Saori;Suzuki Ryo;Abe Marina;Kojima Kenichi;Tachibana Masaru;Hajime Wagata, Hiroaki Taniguchi
• 通讯作者: Hajime Wagata, Hiroaki Taniguchi

液相からの結晶成長入門－育成技術と評価方法－

液相晶体生长简介 - 生长技术和评价方法 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 日本フラックス成長研究会;吉川 彰;横田 有為;我田 元
• 通讯作者: 我田 元

モリブデン酸ナトリウムフラックスによるランタン鉄酸化物結晶の育成

钼酸钠熔剂生长氧化铁镧晶体

• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan
• 作者: 我田元;西脇淳平;石渡莉奈
• 通讯作者: 石渡莉奈