表面分析からこんなことがわかります

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はじめに

LED、パワーデバイス等の分野で現在でも多くの研究、開発が行われているGaNですが、c軸方向には極性(N面、Ga面)があることが知られており、N面、Ga面の違いにより、成長様式や化学反応性が違うことが明らかになっています。N面、Ga面の違いは、ABF(Annular Bright Field image)で直接確認できますので、今回紹介させていただきます。詳細は以下のURLをご覧ください。なお、実際の分析サービスは1月下旬開始の予定です。

ABFによるGaNの極性評価

下の像は、GaN系多層膜の断面STEM観察例です。
STEMにおいては、SEM像(SE)、透過像(TE)、ADF像(ZC)及びABF像(ABF)の取得が可能です。

図

これらの像の中で、ABFによる観察においては、各原子の格子内位置の確認が可能なため、直接、Gaサイト、Nサイトを確認することにより、極性面を調べることができます。

図

上の図は、今回観察を行っているGaNのa面(11-20)のモデル図です。これとABF像との対比を以下に示します。ABF像にはフィルタリング処理を施してあります。

図

モデルとの対比により、試料表面側がGa極性であることが確認できました。このように、ABF像を用いることにより、GaNの極性を直接的に評価することが可能です。

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