Research酸素と亜鉛の化合物である酸化亜鉛(ZnO)は、化粧品や医薬品に利用され、私たちの生活に身近な材料です。(UV-LED)やUV受光素子(UVセンサ)材料として期待されています。私たちはZnO単結晶の育成およびZnO単結晶基板を用いたZnO系光デバイスの研究・開発に取り組んでいます。methodZnO単結晶の育成にはいくつかの方法がありますが、最も品質が高く大量生産に適した方法が「水熱合成法」です。この方法で大量生産されている結晶の代表例は「人工水晶」です。図1は水熱合成炉の断面模式図です。オートクレーブの内部に不純物の混入を防ぐためにライナーを設置し、この中でZnO単結晶を育成します。ライナーの下部(溶解領域)に原料となるZnO焼結体を入れ、ライナーの上部(育成領域)にはZnOの種結晶を吊るし、鉱剤となる水酸化カリウム、水酸化リチウム、純水を加えます。溶解領域と結晶育成領域の間には穴の開いたバッフル板が置かれています。オートクレーブとライナーの間には純水が入れられており、高圧高温でもライナーに無理な圧力がかからないようになっています。MPaで数か月間育成します。溶解領域よりも結晶育成領域の温度をやや低くすることによって対流を生じさせ、種結晶上にZnO結晶が育成していきます。sensor本研究室ではZnO単結晶基板のZn面を用いた光導電型UVセンサを開発しています。光導電型は、半導体に入射した光によってキャリアが発生し、導電率が増加する光導電特性を利用するものです。A/W)という特徴があります。図4は光導電型ZnO-UVセンサの構造図です。電極間にUV光が照射されると光電流が発生し、UVセンサとして動作します。図5は実際に作製した光導電型ZnO-UVセンサになります。このセンサを用いて屋外の太陽光による強いUV光から室内の蛍光灯による弱いUV光まで測定可能なことを確認しています。現在、実用化を目指して応答速度の改善を試みています。detectorZnO-UVセンサとYAP:Ceシンチレータを組み合わせた放射線検出器の研究も行っています。Perovskite)は放射線を照射するとそのエネルギーを吸収して紫外線を発光する材料です。図6はZnO-UVセンサの光導電スペクトルとYAP:Ceシンチレータの発光スペクトルを重ねたグラフです。ZnO-UVセンサのピーク光電流とYAP:Ceシンチレータの発光ピークがよく一致していることが分かります。図7はZnO-UVセンサとYAP:Ceシンチレータを組み合わせた放射線検出器の構造図です。YAP:Ceシンチレータに放射線(X線)が入射するとUV光が生じます。このUV光をZnO-UVセンサが受光することで放射線検出器として動作します。X線を用いた実験を行い、X線に対して動作することを確認しています。現在はYAP:Ceシンチレータの薄膜化も試みています。