超微細セル状表面構造を高機能デバイスに利用するための基礎的研究

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GaSb、InSbなどの化合物半導体にイオン照射すると表面に微細なセル状構造ができる。本研究の目的は、この現象を利用して規則的なナノセル構造を自在につくるための基礎的あるいはまた予備的な研究を行うことである.本年度成果は以下のとおりである.InSbのSnイオン照射実験においては,ふたつの(111)面方位によって,ストイキオメトリーからのずれに差があることが示された。また基板温度による構造形成の差がGaSbの場合とかなりちがうことが明らかになった。GaSbイオン注入のモンテカルロシミュレイションをおこなった。実験結果を説明するためには,注入直後の原子空孔と格子間原子の分布に大きな差がなければならないことが示された。また原子空孔はほとんど移動しないため,ボイドの出現は,空孔濃度が臨界値をこえたとき急激におきることが示唆された。規則的ナノセル形成の研究においては,基板種類,加速電圧,ドーズ量,ドット間隔によって,規則性がどのように影響をうけるのか調べた。GaSbの場合,加速電圧は30kVでもっともアスペクト比の大きいセル構造が形成され,また50nm間隔まで規則的セル構造が実現できた。InSb基板の場合でも,規則構造が形成されることを確認した。GaSbの場合に比べて,低いドーズ量でも規則構造が形成され,構造は大きい。Ge基板の場合,高ドーズ量を必要とするが,GaSb,InSbよりさらに微細な規則的構造(ドット間隔30nm)が形成された。