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Postgrowth annealing on defects in ZnO studied by positron annihilation, X-ray diffraction, rutherford backscattering, cathodoluminescence and hall measurements

陽電子消滅、X線回折、ラザフォード後方散乱、カソードルミネッセンス及びホール効果測定による酸化亜鉛中の欠陥に対する熱処理効果の研究

Chen, Z. Q.; 山本 春也; 前川 雅樹; 河裾 厚男; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*

Chen, Z. Q.; Yamamoto, Shunya; Maekawa, Masaki; Kawasuso, Atsuo; Yuan, X. L.*; Sekiguchi, Takashi*

水熱法によって育成された酸化亜鉛の格子欠陥の熱的性質を陽電子消滅,X線回折,ラザフォード後方散乱,カソードルミネッセンス及びホール測定を用いて研究した。陽電子寿命測定により育成直後には亜鉛原子空孔が存在していることが明らかになった。陽電子寿命のアニール挙動から亜鉛亜鉛原子空孔は、600$$^{circ}$$Cの熱処理によって消失することがわかった。X線回折ピーク幅及びラザフォード後方散乱収率も同様に低下することが知られた。1000$$^{circ}$$C以上の熱処理によって陽電子寿命が増加することがわかり、これより亜鉛原子空孔が形成することが示された。しかしながら、X線回折ピーク幅は1000$$^{circ}$$Cの熱処理後もさらに狭くなり、結晶性の向上を示した。自由電子密度は、1200$$^{circ}$$C迄の熱処理で連続的に増加した。この結果は、アクセプターとして作用する亜鉛原子空孔よりも余計にドナーが生成することを示している。カソードルミネッセンス測定の結果、紫外発光強度が熱処理温度とともに増加することがわかった。以上のように、酸化亜鉛の結晶性は600$$^{circ}$$Cから1200$$^{circ}$$Cの育成後熱処理により向上することを判明した。陽電子消滅の結果は、亜鉛原子空孔の消失が、初期の結晶性向上に寄与していることを示している。

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分野:Physics, Applied

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