ハイブリッドスーパーアトム創成による量子物性制御と新機能デバイス開発

点击翻译按钮获取中文摘要

初年度には、SiO2熱酸化膜上にリモートH2プラズマ支援により高密度・一括形成したFeナノドットに基板温度400℃でSiH4照射を行った場合、Feシリサイドナノドットが形成でき、0.79eV付近に室温フォトルミネスセンス（PL）が認められることを明らかにした。本年度は、SiH4照射時におけるガス圧力および照射時間がFeナノドットのシリサイド化反応に及ぼす影響を評価した。SiH4照射前後のAFM表面形状像測定から、SiH4照射条件を変化させた場合においてもドットの面密度およびサイズに顕著な変化は認められず、室温PL測定を行った結果、いずれの照射量においても0.7~0.85 eVにブロードな信号が認められるものの、PL発光強度に明瞭な変化が認められた。PL積分強度をSiH4照射量（照射時間×圧力）に対してまとめた結果、照射量の増加に伴い発光強度が増強するものの、照射量600 Pa・secで最大となった後、顕著に減少した。600および1800 Pa・secでSiH4照射したナノドットをXPS分析した結果、600 Pa・secで照射した試料ではSi-Feの信号が認められるが、1800 Pa・secで照射した試料ではSi-Feの信号とともに、Si-Siに起因する低エネルギー側のピークが認められた。この結果は、Feナノドットのシリサイド化によりβ-FeSi2相が形成した後、ナノドット表面にSi層が堆積したことを示している。Siの価電子帯上端がβ-FeSi2に比べ僅かに浅いことを考慮すると、光励起により生成した正孔の一部がSi層に移動することで、β-FeSi2ナノドットでの電子－正孔再結合効率が低下した結果で解釈できる。