新材料

[PY-01] Flux growth of NaGaO₂ single crystal and its ion-exchange

^○柿沼綾子¹, 鈴木一誓¹, 上田正人², 小俣孝久¹ (1.大阪大学, 2.関西大学)

Keywords:酸化物半導体, ウルツ鉱型構造, フラックス法, イオン交換

ウルツ鉱型派生構造を有するβ-GuGaO₂及びβ-AgGaO₂は、酸化物としては珍しいナローバンドギャップ半導体である。これらはウルツ鉱型派生構造のβ-NaGaO₂を前駆体とし、Na^＋をCu^＋あるいはAg⁺へとイオン交換することで作製され、同じ組成のデラフォサイト相よりも準安定であるため、焼結法などの高温反応で緻密な試料を得られない。このため、電気伝導度などの詳細は未だ明らかとなっていない。本研究では前駆体β-NaGaO₂の単結晶を作製し、そのイオン交換によりβ-AgGaO₂とβ-GuGaO₂の各単結晶の作製を検討した。 PbO-B₂O₃系フラックスを用い、β-NaGaO₂単結晶の作製条件を検討した。1300℃で溶融後、1150℃まで2.5℃h^-1、1000℃まで1.6℃h^-1で冷却し大きさ約3~4mmのβ-NaGaO₂単結晶を得た。この単結晶を、AgNO₃-KNO₃溶融塩中に浸漬しβ-AgGaO₂単結晶を、CuCl-KCl溶融塩あるいはCuCl蒸気中で加熱しβ-GuGaO₂単結晶の作製を試みた。得られた試料と前駆体との方位関係をEBSD法で調べ、イオン交換機構について研究した。