ZnO（酸化亜鉛）ナノワイヤーは，紫外領域の光を発するレーザー素子として有用なナノ構造体として知られている。しかし，Zn（亜鉛）は基板材のSi（シリコン）と共晶点を持たないため，従来はAu（金）原子をSi基板上に分散担持し，VLS（Vapor-Liquid-Solid）メカニズムによってZnOナノワイヤーを成長させる方法が取られてきた。
今回，家田氏らは，Znと共晶点を持つGe（ゲルマニウム）薄膜をSi基板上に形成し，気相輸送法によってSi基板上に垂直方向に配向するZnOナノワイヤーの作製に成功した。作製方法はシンプルであり，まず石英管内部にZnOパウダーとC（炭素）パウダーを封入し，電気炉で1100℃まで加熱する。ZnOはCパウダーによって還元され，Zn粒子となる。Zn粒子の蒸気は温度の低い基板上へ移動し，堆積する。堆積したZn粒子は100ml/minで導入しているO2（酸素）ガスによって酸化され，ZnOナノワイヤーを形成する。
作製されたZnOナノワイヤーは，先端部の直径30nm，根元が200nm，長さ3μmであり，配向密度は6×1012本／m2。またSAED（制限視野電子線回折）およびHRTEM（高分解能電子顕微鏡）による解析により作製されたZnOナノワイヤーは単結晶で，成長方向は［001]方向（c軸方向）と同定されたという。
家田氏によると，今のところPL（フォトルミネッセンス）スペクトル測定にって満足できる光学特性は得られておらず，その原因はZnOナノワイヤーの酸素欠損や結晶欠陥にあると予想している。「今後はこうした欠陥を取り除き，レーザー素子としての発光効率の上昇を狙いたい」と同氏は述べた。（柏倉 俊介）
【写真】ポスターの前で研究成果について発表する名古屋工業大学 大学院 都市循環システム工学専攻 種村・種村研究室の家田 芳誠氏
