Hydrogen bubble formation in H-implanted ZnO studied using a slow positron beam

低速陽電子ビームによる酸化亜鉛中の水素バブル形成の研究

Chen, Z. Q.; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 山本 春也; Yuan, X. L.*; 関口 隆史*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

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

20-80keVの水素イオンを、4.410cmの線量までZnOの単結晶中に注入した。低速陽電子ビームを用いた消滅測定により、注入後、水素不純物で満たされた空孔が導入されることを明らかにした。アニール後、空孔を満たしたこれらの水素は大きい水素バブルに発展する。500-700Cのアニール温度で、これらの水素不純物はバブルから放出され、空のマイクロボイドが残る。これらのマイクロボイドは、1100Cで最終的に消失する。ZnOにおける水素注入の光ルミネッセンスへの効果も議論する予定である。

20-80 keV hydrogen ions were implanted into ZnO single crystals up to a total dose of 4.410 cm. Positron annihilation measurements using a slow positron beam revealed introduction of vacancies after implantation, which are filled with hydrogen impurities. After annealing, these hydrogen filled vacancies grow into large hydrogen bubbles. At annealing temperature of 500-700C, these hydrogen impurities are released from the bubbles, and remain open microvoids. These microvoids are finally annealed out at about 1100C. The effects of hydrogen implantation on the light luminescence in ZnO will also be discussed.