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MBE法によるカルコパイライト型IーIIIーVI_2族化合物のヘテロエピタキシャル成長

MBE法异质外延生长黄铜矿I-III-VI_2族化合物

基本信息

批准号：
03205107
负责人：
増本剛
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Ishinomaki Senshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至 1992
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03205107/
关键词：
MBE カルコパイライト CuAlSe_2 フォトルミネッセンス X線回折エピタキシャル成長 GaAs

项目摘要

本研究では青色発光ダイオ-ドあるいは青色レ-ザ-の材料として期待されているカルコパイライト型IーIIIーVI_2族化合物半導体CuAlSe_2のMBE法によるヘテロエピタキシャル成長を試み、化学量論的組成をもつエピタキシャル膜が得られる条件を明らかにした。成長させた薄膜はEPMA分析、X線回析、光透過スペクトル及びフォトルミネッセンス測成により評価した。EPMA分析とX線回析の結果から化学量論的組成をもつエピタキシャル膜は、GaAs(100)を基板としたとき、基板温度723K、成長速度0.24μm/hr以下及びAlとCuの分子線圧力の比P_<cu>/P_<Al>を1とする成長条件において得られた。このときエピタキシャル膜はC軸に配向している。また、成長速度及びP_<cu>/P_<Al>を上記の条件に固定して基板温度を変えると、873Kでは膜中のAlが不足し、573Kでは逆にAlが過剰となる。なお、CaF_2(111)基板上の成長では完全なエピタキシャル膜が得られなかったが、ほぼ(112)面で覆われ、強く(221)方向に配向する。CaF_2基板上に成長させた膜の光透過率は吸収端の400nm付近から長波長側にわたり70%を越えていることがわかった。基板温度723Kで成長させたエピタキシャル膜の4.2Kにおけるフォトルミネッセンス測定では2.61eVと2.47eVにブロ-ドなピ-クが観測された。このうち2.61eVのピ-クは励起光強度の減少とともに低エネルギ-側へシフトすることからドナ-・アクセプタ-ペアの発光と考えられる。他の成長条件で成長させた膜では上記発光の他、長波長側に更に2.3のブロ-ドな発光が観測された。今後は、格子整合性をもつZnSeあるいはZnSxSe1ーxをn型基板としてPーn接合を作成するため、CuAlSe_2のP型低抵抗エピタキシャル膜の作製条件を検討する予定である。

In this paper, we study the MBE method of CuAlSe_2 compound semiconductor of group I-III type, and the chemical composition of CuAlSe_2 film. The growth of the film was evaluated by EPMA analysis, X-ray analysis, optical transmission and thermal analysis. The results of EPMA analysis and X-ray analysis range from stoichiometric composition to growth conditions such as substrate temperature of 723K, growth rate of 0.24μm/hr or less, and molecular pressure ratio P_<cu>/P_<Al>1 of Al and Cu. The C-axis alignment of the membrane is different from the C-axis alignment. The growth rate and P_<cu>/P_<Al>ratio were determined by the substrate temperature at 873K and Al deficiency at 573 K. The growth on CaF_2(111) substrate is completely different from that on CaF_2 (111) substrate. The optical transmittance of the film grown on the CaF_2 substrate is 70% at the absorption end and 70% at the long wavelength side. Substrate temperature 723K, growth time 4.2K, temperature measurement 2.61eV, temperature measurement 2.47eV. A decrease in excitation intensity of 2.61eV is observed in the emission of light from the excitation source. The growth conditions of the film are as follows: light emission on the other and long wavelength sides is 2.3 nm; light emission on the other wavelength side is 2.3 nm; In the future, the lattice conformity of ZnSxSe1-x and CuAlSe2 is discussed.