Control of Electronic Properties of One-Dimensionally Self-Aligned Si-Ge based Quantum Dots and Its Electroluminescence

一维自对准Si-Ge基量子点的电子性质控制及其电致发光

• 批准号: 21246053
• 负责人: MIYAZAKI Seiichi
• 金额: $ 15.72万
• 依托单位: Nagoya University (2010-2011)Hiroshima University (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21246053/
• 关键词: Si量子ドット; 一次元連結; エレクトロルミネッセンス; LPCVD; 縦積み連結; Ge量子ドット; フローティングゲート

Self-aligned Si-based quantum dots(Si-QDs) have been successfully fabricated on ultrathin SiO_2 by controlling low-pressure chemical vapor deposition(LPCVD) using pure SiH_4 and/or Si_2H_6, selective Ge LPCVD from 5% GeH_4 diluted with He, thermal oxidation of the dots and subsequent thermal desorption of Ge oxide. In semitransparent Au-gate diodes with self-aligned dots so-prepared, when carriers were injected to the self-aligned Si-QDs from the n-Si(100) substrate for electrons and from the Au top electrode for holes, electroluminescence(EL) in the near-infrared region at room temperature becomes observable with an increase in current at positive biases over a threshold voltage as low as~ 1. 2 V at the Au top electrode. Note that, in the case of an areal dot density of ~10^<13> cm^<-2>, the EL threshold voltage was reduced down to~ 60% of that of ~10^<11> cm^<-2> and emission intensity was enhanced markedly by a factor of ~425 in comparison with the case of ~10^<11> cm^<-2> under the same current density. This is clear evidence of not only an increase in radiative recombination rate in the self-aligned structure but also an improvement of recombination efficiency due to a decrease in current leakage with increasing dot density.

通过使用纯SiH_4和/或Si_2H_6控制低压化学气相沉积(LPCVD)、用He稀释的5%GeH_4进行选择性Ge LPCVD、点的热氧化以及随后Ge氧化物的热解吸，在超薄SiO_2上成功制备了自对准硅基量子点(Si-QDs)。在如此制备的具有自对准点的半透明金栅二极管中，当载流子从 n-Si(100) 衬底注入电子并从 Au 顶部电极注入空穴时，室温下近红外区域的电致发光 (EL) 变得可观察到，并且在阈值电压低至 1. 2 的正偏压下电流增加。 V 位于 Au 顶部电极。注意，在面积点密度为～10^<13>cm^<-2>的情况下，与相同电流密度下～10^<11>cm^<-2>的情况相比，EL阈值电压降低至～10^<11>cm^<-2>的～60%，并且发射强度显着增强～425倍。这清楚地证明，不仅自对准结构中的辐射复合率增加，而且由于电流泄漏随着点密度的增加而减少，复合效率也得到提高。

项目成果

Collective Tunneling Model between Two-Dimensional Electron Gas to Si-Nano Dot

二维电子气与硅纳米点的集体隧道模型

• 发表时间: 2011
• 期刊: AIP Conference Series
• 作者: M.Muraguchi;Y.Sakurai;Y.Takada;S.Nomura;K.Shiraishi;K.Makihara;M.Ikeda;S.Miyazaki;Y.Shigets;T.Endoh
• 通讯作者: T.Endoh

高密度自己整合集積したSi系量子ドットのエレクトロルミネッセンス

高密度自对准集成硅基量子点的电致发光

• 发表时间: 2011
• 作者: 寺本慶之;小野亮;小田哲治;牧原克典
• 通讯作者: 牧原克典

XPS Study of Interfacial Reaction between Metal and Ge Oxide

金属与Ge氧化物界面反应的XPS研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 李俊錫;古阪秀三;A.Ohta
• 通讯作者: A.Ohta

プラズマジェット急速熱処理による高密度Ptナノドット形成とフローティングゲートメモリ応用

等离子喷射快速热处理形成高密度Pt纳米点及浮栅存储器应用

• 发表时间: 2011
• 作者: Takumi Uezono;Tomoyuki Takahashi;Michihiro Shintani;Kazumi Hatayama;Kazuya Masu;Hiroyuki Ochi;Takashi Sato;Tingyu An and Tsunemi Watanabe;牧原克典,池田弥央,山根雅人,東清一郎,宮崎誠一
• 通讯作者: 牧原克典,池田弥央,山根雅人,東清一郎,宮崎誠一

化学気相成長法

化学气相沉积法

• 发表时间: 2011
• 作者: 小野亮;寺本慶之;小田哲治;宮崎誠一
• 通讯作者: 宮崎誠一