抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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高温壁金属有機化学蒸着(MOCVD)によって成長したガリウム極性(0001)配向の六角錐GaNにおける{1101},{1102}および{1100}面の変化を研究した。その結果,成長温度やNH<sub>3</sub>およびトリメチルガリウム(TMGa)の流速のような過程パラメータを調節すると,この六角錐の形を制御できることがわかった。多様な各三角錐の(hkil)面におけるミラー指数の成長速度はR<sub>hkil</sub>として表される。小さなR<sub>hkil</sub>の面は目に見えるほど成長した。成長が動的に限定されたレジメになるとR<sub>1100</sub>が自動的に著しく減少した。この情報に基づいて,異なる3D構造の処理パラメータロードマップを作成した。短い成長時間(t<sub>short</sub><t<sub>trans</sub>:t<sub>trans</sub>は質量輸送と動的限定成長レジメ間の遷移時間)では,範囲I(高い成長温度と低いNH<sub>3</sub>流速)において頂点付近に{1102}面をもつ三角錐が成長した。{1102}面では成長時間が長くなるt<sub>long</sub>>t<sub>trans</sub>とR<sub>1102</sub>>0であるがR<sub>1101</sub>=0になるので成長が終了した。範囲II(高い成長温度と高いNH<sub>3</sub>流速)では,R<sub>0001</sub>>>R<sub>1101</sub>=0になるので短い成長時間と長い成長時間ではそれぞれ(0001)角錐台と針状突起が形成された。範囲IIIとIV(低い成長温度と低/高NH<sub>3</sub>流速)では成長時間が長くなると動的限定レジメになって,縦{1100}面が表れた。また一方,範囲IIIでは{1102}面が表れるが,VIでは表れなかった。{1102}面を示す錐体は特に頂点付近で不規則になりやすい。範囲IIが最も均一な錐体になりやすく,範囲IIIやIVでは成長時間が長くなっても(0001)面の切り取りが消失しないことは注目に値する。