アンモニアガスによるβ-Ga₂O₃のGaNへの窒化に対する速度論的考察および微細構造観察

抄録

窒化ガリウム(GaN)は広いバンドギャップ(3.4 eV)を持ち、光電子デバイスとして有望である。NH₃によるGa₂O₃の窒化反応の機構については不明な点が多く残されている。本研究では、β-Ga₂O₃粉末をNH₃雰囲気中にて800-1000℃ で 0.25-1.1 hで等温窒化することで窒化反応を速度論的に考察し、TG, XRDの結果と、 SEM, TEMによる微細構造観察から窒化機構の解析を行った。昇温窒化反応では 700℃から開始し、1100℃からはGaNの気化による大きな重量減少が観測された。800℃-1000℃で行った等温窒化では、窒化に対応する重量減少が時間に対して直線的に進むことが分かった。