Effective use of characteristics of Bi-based III-V compound semiconductors by controlling point defects density inside their crystals grown at low temperatures

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当該年度、研究代表者（富永）は分担者（石川）と協力し、250℃でGaAs基板上に成長した厚み200 nmの低温成長InGaAsBiを分子線エピタキシー（MBE）法によって複数得た。これら試料のX線回折法とラザフォード後方散乱法による結晶学的特性の解析の結果、250℃という低温であってもInGaAsBi薄膜が得られることが確認できた。一方で、前年度に取り組んだ低温成長GaAsBiのラングミュアの吸着等温式に基づくMBE成長条件におけるV/III比を基に低温成長InGaAsBiのV/III比を設定しても、Bi原子がGaAsBiの場合と比べてInGaAsBi結晶内に取り込まれにくい傾向を示した。これもまた、ラングミュアの吸着等温式によって説明することができ、成長最表面のIn原子の存在がBi表面被覆率を減少させるために、InGaAsBi結晶内のBi組成がGaAsBiと同一V/III比では減少すると考えられる。今後は、最終目標としているテラヘルツ波発生検出用光伝導アンテナに適した禁制帯幅を実現するInとBi両組成が得られるよう、低温成長InGaAsBiのMBE成長条件を更に最適化する必要があることが明らかになった。また、分担者（石川）は、GaAsBiナノワイヤについて陽電子消滅測定にも有用となる高密度・大容量成長の技術基盤を構築することができた。更に、分担者（上殿）は、昨年度代表者がMBE成長した厚さ2 μmの低温成長GaAsBiの空孔型点欠陥密度を陽電子消滅法を用いて測定した。Bi組成が3%未満の範囲では、Bi組成が試料ごとに異なる低温成長GaAsBiの空孔型点欠陥密度に現時点では大きな差がないことが明らかになった。