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CBED法によるGaNの極性判定 透過電子顕微鏡

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CBED法:電子線を試料上に収束させ、試料中で回折した電子線により得られる回折ディスク内部の幾何学的パターンを解析することで、結晶に関する種々の情報を得る手法です。

極性: ウルツ鉱構造を有するGaNは p1015_4.gifp1015.gif方向が区別されます。

p1015_4.gif方向をGa極性 、p1015.gif方向をN極性と呼びます。極性は、結晶の成長メカニズムを理解する上で非常に重要と言われています。
 

CBEDの法イメージ
GaNの結晶構造

MOVPE法により成長したGaNの極性判定を行った例

MOVPE法でサファイア上に成長したGaNは、通常Ga極性を有すると言われています。最近非常に高品質で表面が平坦なGaNの断面TEM像を観察しました (図中にCBEDパターン測定個所2点を示します)。
観察したCBEDパターンをシミュレーションと比較し、本試料がN極性であると判定されました。 本実験から、N極性で極めて高品質なGaNを成長できることを初めて明らかにしました。 (この極性判定結果はCAICISSの結果とも一致しています)

GaNの断面TEM像
GaNの断面TEM像
測定点A、BでのCBEDパターンと計算パターンの比較
測定点A、BでのCBEDパターンと計算パターンの比較


T.Matsuoka, H.Takahata, T.Mitate, S.Mizuno, and T.Makimoto: "Polarity of GaN Grown on Several Substrates by MOVPE", 8th Wide-Bandgap III-Nitride Workshop, MPos-10, (Richmond, U.S.A., 2003), to be submitted in J. Cryst. Growth.
 

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