ワイドギャップ半導体を用いた単電子ナノ構造の作製とその集積化に関する基礎研究

利用宽禁带半导体制备和集成单电子纳米结构的基础研究

• 批准号: 10127203
• 负责人: 末宗 幾夫
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10127203/
• 关键词: 量子ドット; 光ドット; 励起子; 微小光共振器; 選択成長; 短波長化; 発光素子; 自然放出光

量子ドットを用いると,電子デバイスならびに光デバイスにおける状態密度の離散値化などにより高性能化が期待される。現在これらの実現を目指してInGaAs系を中心にその製作方法の研究進展がめざましい。しかし発光波長の観点からは赤外発光に偏っており,より広い発光波長領域への拡大や,量子ドットに閉じ込められた励起子や励起子分子の解明を進めるためには,より広範な半導体による量子ドット作製技術の展開が必要である。特にワイドギャップ半導体では発光波長の短波長化とともに,励起子束縛エネルギーが大きいことから,量子ドットを形成して室温における励起子効果をより顕在化できる可能性がある。さらにこうした電子系の量子化に加えて光場の量子化も実現し両者の相互作用を強めることができれば,高速・高性能発光素子の実現が期待できる。本研究はこのような量子ドット構造の作製ならびに光ドットの作製と両者の複合化に関連し,前年度不安定性の観測されたCdSeに対してZnSe系では安定な量子ドットが作製できること,またサイズの微小化に伴う量子準位の増大を反映したブルーシフトが観測され,ドットサイズの精密測定結果とよく対応することを示した。さらに選択成長によりサブミクロンサイズのZnS系のピラミッド構造を形成し,これが微小な光共振器として働くことを,反射スペクトルの測定から明らかにした。その共振ピークは共振Q値として100〜300程度と比較的鋭い共振を示し,エネルギー位置に関しても,近似的な理論計算により合理的なモードの説明ができることを明らかにした。今後,作製した量子ドットをこのような光ドット中に埋め込み,ドットの発光に対する光微小共振器の影響,特に自然放出光の光共振による変調効果を中心に研究を進める。

Quantum technology, electronic technology, optical technology, discrete density of state, high performance and high performance are expected. Now, the research progress of the fabrication method of InGaAs system center is very important. It is necessary to develop quantum technology in semiconductor field. In particular, the semiconductor is capable of generating short wavelengths of light, and the excitation is bound to form large wavelengths of light, and the quantum field is formed at room temperature. The quantization of the electron system and the quantization of the optical field are expected to enhance the interaction between the quantum and the optical field, and the realization of high speed and high performance photons is expected. This study shows the correlation between the quantum structure fabrication and the optical composition, and the previous year's instability measurements of CdSe and ZnSe systems, and the reflection of the miniaturization of the quantum structure with the increase in quantum level. In addition, the ZnS system has been formed into a micro-optical resonator, and the reflection structure has been measured. The resonance Q value is 100 ~ 300 degrees. The sharp resonance is shown in the approximate theoretical calculation. In the future, the research on the influence of quantum emission on optical microresonators, especially on the effect of optical resonance of naturally emitted light, will be carried out.

项目成果

K.Uesugi and I.Suemune: "Bandyap Energy of GaNAs Grown on GaAs (001) Substrates by Metalorganic Molecular Beam Epitaxy." I.Cryst.Growth.Vol.188. 103-106 (1998)

K.Uesugi 和 I.Suemune：“通过金属有机分子束外延在 GaAs (001) 基板上生长的 GaN 的 Bandyap 能量。”

J.Hirose, I.Suemune, et al.: "p-Type Conductivity Control of ZnSe with Insertion of ZnTe : Li Submonolayers in Metalorganic Molecular-Beam Epitaxy" J.Appl.Phys.Vol.84 No.11. 6100-6104 (1998)

J.Hirose、I.Suemune 等人：“在金属有机分子束外延中插入 ZnTe 来控制 ZnSe 的 p 型电导率：Li 亚单层”J.Appl.Phys.Vol.84 No.11。

I.Suemune, A.Ueta, et al.: "Semiconductor Optical Dots : Visible-Wavelength-Sized Optical Resonators" Appl.Phys.Lett.Vol.74 No.14. (1999)

I.Suemune、A.Ueta 等人：“半导体光学点：可见波长大小的光学谐振器”Appl.Phys.Lett.Vol.74 No.14。

末宗幾夫: "応用物理学会編「応用物理用語大事典」(分担執筆)" オーム社, 1200 (1998)

末宗郁夫：日本应用物理学会编《应用物理学术语百科全书》（合着）Ohmsha，1200（1998）

A.Ueda, I.Suemune, et al.: "Low-temperature Selective Growth of ZnSe and ZnS on (001) GaAs Patterned with Carbonaceous Mask by Metalorganic Molecular-Beam Epitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37 No.3A. L272-L274 (1998)

A.Ueda、I.Suemune 等人：“通过金属有机分子束外延在碳质掩模上图案化的 (001) GaAs 上低温选择性生长 ZnSe 和 ZnS”Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37 No