p型ガリウム砒素（p⁃GaAs）単結晶基板の高温熱酸化法により、β⁃Ga₂O₃バルク薄膜を作製した。高温酸化過程におけるO₂流量がβ⁃Ga₂O₃バルク薄膜の形態に与える影響を検討した。バルク薄膜の結晶品質、構造特性、および光励起発光特性の試験分析により、高温高酸素環境下でのGaAsからβ⁃Ga₂O₃バルク薄膜への変換過程は、Langmuir蒸発に関連することが判明した。O₂流量が低い場合（0.2 L/min）、GaAs基板は酸素不足状態にあり、作製された試料はナノワイヤ状の形態を示す。一方、O₂流量が0.4 L/minを超えると、GaAs基板はナノアイランド構造のβ⁃Ga₂O₃バルク薄膜へ完全に酸化され、結晶品質が著しく向上する。本論文で提案したガリウム砒素単結晶の熱酸化プロセスは、高効率かつ低コストで高結晶品質のナノ構造β⁃Ga₂O₃バルク薄膜を得ることができ、β⁃Ga₂O₃材料の応用に大きく貢献する。

熱酸化;ナノアイランド状バルク薄膜;β-Ga₂O₃;酸素流量