混晶半導体における個々の原子からのトンネル物性

点击翻译按钮获取中文摘要

1.ガスソースMBE法によりSiドープ(001)2°offGaAs微傾斜面のモノレイヤーステップ上へのサブモノレイヤーのInAsを成長し、STM/STS観察を行なうことにより、そこでのトンネル特性について調べた。GaAs領域、InAs領域でトンネル特性に違いが有ることが分かった。即ち、平均約80Åの幅のステップ構造が観測され、それはテラス端の明るい部分と奥の方の少し暗い部分に分かれており、各々が0.5MLのInAs層およびGaAs面に対応する。また、STS測定では、GaAs領域、InAs領域でトンネル電流の立ち上がる電圧位置には大きな差は無かったが、電流の立ち上がり角は異なることが見い出された。2.(100),(311)A,(411)Aの3種の面方位の異なるGaAs基板上に(InP)_1(GaP)_1超格子をガスソースMBEにより成長し、フォトルミネッセンス(PL)およびAFM測定により光学的特性および表面形状について調べた。発光ピーク位置は(100)基板を用いた場合に最も低エネルギー側に現われ、傾斜基板を用いると高エネルギーシフトが見られた。さらに、傾斜基板ではPLピークの半値幅が狭くなり、発光強度が強いことが分かった。これらのサンプルに対してAFM観察を行ったところ、(100)面では(量子)細線状の表面形状を示し、(311)A,(411)A面ではドット状の表面形状を示した。これが、エネルギーシフトの原因と考えられる。前者でPL半値幅が高温側で広くなるのは細線状構造にサイズの分布が大きくなっていることに対応していることが分かった。3.ガスソースMBE成長のGaP/AlP変調超格子のAFM観察を行い、原子層レベルで平坦な表面/界面をもっていることを確認した。また、変調超格子構造をすることにより、光学的特性が大きく向上することが分かった。