歪超格子によるII-VI族化合物半導体の物性制御

使用应变超晶格控制 II-VI 族化合物半导体的物理性质

• 批准号: 62604541
• 负责人: 小長井 誠
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62604541/
• 关键词: II-VI族化合物半導体; 歪超格子; MBE; MOMBE; 物性制御; 変調ドーピング

本研究では, 歪超格子の採用によりII-VI族化合物半導体の物性を制御することを目的に, MBE(分子線エピタキシー)法, 及びMOMBE(有機金属分子線エピタキシー)法により膜形成を行い, 下記の成果を得た.1.MBE法によるZnSe-ZnTe歪超格子(SLS)の製作と評価:まずX線回折, 透過電顕による格子像観察, ラマン散乱法などにより構造評価を行った. その結果, 各層厚50〓以下では弾性歪により格子不整が緩和され, 精度良く超格子構造が形成されていることが確認された. また超格子構造により形成される量子準位を, フォトルミネッセンス(PL)法により評価し, 各層の膜厚制御により量子順位を可視光領域で制御可能であることを見い出した. また変調ドーピング法(n-SLS:ZnSe層にGaをドーピング, p-SLS:ZnTe層にSbをドーピング)によりp, n両伝導形の作成に初めて成功した. 更に超格子構造の熱的安定性については, 膜成長温度より180°C高い熱処理において相互拡散が認められた成長温度では無視できる程度であることが明らかとなった.2.MOMBE法によるZnS-ZnSe歪超格子の製作と評価:またGaAs基板上に超格子を形成し, PL法により量子準位の光学的評価を行った. その結果, 400nm台の青色領域でZnSe井戸層の膜厚制御により量子準位の制御が可能であることを見い出した. またGaP基板上にZnSバッファー層を設け超格子を形成したところPL発光の半値幅の改善が認められた.3.今後の計画:ZnSe-ZnTe歪超格子はタイプII超格子の為, 発光材料に供するためには各層10〓以下で精度良く堆積する必要があり, 単原子層成長技術の導入で本課題の達成を目指す. またMOMBE法では, 現在までに得た技術をもとにポリタイプ超格子を作製し, ZnS-ZnSe歪超格子と合わせ, より広いエネルギー範囲における量子準位制御を目指す.

This study で は, slanting superlattices の using に よ り II - VI compound semiconductor の property を suppression す る こ と に を purpose, MBE (molecular wire エ ピ タ キ シ ー) method, and び MOMBE (organic metal wire エ ピ タ キ シ ー) method に よ り membrane formation を い, Remember の results under を た. 1. The method of MBE に よ る ZnSe - ZnTe slanting superlattices (SLS) の と review 価 : ま ず X-ray inflexion, electro 顕 に よ る grid like 観, ラ マ ン scattered method な ど に よ り structure evaluation 価 を line っ た. そ の as a result, each layer thickness below 50 〓 で は 弾 sex slanting に よ り grid is not the whole が ease さ れ, Good precision く が superlattice structure formation さ れ て い る こ と が confirm さ れ た. ま た superlattice structure に よ り form さ れ る quantum bit を, フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス method (PL) に よ り review 価 し, の film thickness of each layer suppression に よ り quantum line を で visible light field suppression may で あ る こ と を see い out し た. ま た - adjustable ド ー ピ ン グ method (n - SLS: ZnSe layer に Ga を ド ー ピ ン グ, p - SLS: ZnTe layer に Sb を ド ー ピ ン グ) に よ り p, n that struck 伝 guide form の done early に め て successful し た. Further に the thermal stability of the superlattice structure に て Film growth temperature よ り 180 ° C high thermal 処 い Richard に お い て scattered が company to recognize each other め ら れ た growth temperature で は ignore で き る degree で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. 2. The method of MOMBE に よ る ZnS - administered ZnSe slanting superlattices の と review 価 : ま た GaAs substrate に superlattices を し formation, Evaluation of quantum quasi-level <s:1> optics by PL method 価を practice った そ そ results 400 nm の cyan areas で ZnSe opens well layer の film thickness suppression に よ り quasi quantum bit の suppression が may で あ る こ と を see い out し た. ま た GaP substrate に ZnS バ administered ッ フ ァ ー を designed け superlattices を form し た と こ ろ PL 発 の half numerical picture of the light の improve が recognize め ら れ た. 3. Future の project: ZnSe - ZnTe slanting superlattices は タ イ プ II の is super grid, 発 に light material for す る た め に は layers under 10 〓 で precision fine く accumulation す る necessary が あ り, 単 の atomic layer growth technology import で this topic の reached を refers す. ま た MOMBE method で は, Now ま で に have た technology を も と に ポ リ タ イ プ superlattice system し を, ZnS - administered ZnSe slanting superlattices と close わ せ, よ り hiroo い エ ネ ル ギ ー van 囲 に お け る quasi quantum bit suppression を refers す.

项目成果

小長井 誠: Journal of Crystal Growth. 86. 290-295 (1988)

Makoto Konagai：晶体生长杂志。86. 290-295 (1988)

今井 彰: Journal of Applied Physics. (1988)

今井明：应用物理学杂志（1988）。

小林 正和: Applied Physics Letter. 51(20). 1602-1604 (1987)

小林正和：应用物理学通讯 51（20）1602-1604（1987）。

木村 龍平: Proc.of The Int.Conf.on SPIE "Advances in Semiconductors and Semiconductor Structures. 792. 112-116 (1987)

Ryuhei Kimura：Proc.of The Int.Conf.on SPIE“半导体和半导体结构的进展。792. 112-116 (1987)

小林 正和: Journal of Crystal Growth. 81. 495-500 (1987)

小林正和：晶体生长杂志 81. 495-500 (1987)