光照射分子線エピタキシ法による亜鉛化カルコゲン薄膜結晶の成長

本研究では, Se2分子の解離エネルギーが, He-Cdレーザーの325nm発振線とほぼ一致することに着目し, 分子線エピタキシャル成長中に成長表面へレーザー光照射を行い, 膜成長過程に及ぼす効果を反射電子線回折像で観察し, 成長膜を表面モフォロジーおよび発光スペクトルを用いて調べ, 低温成長の可能性および良質なZnSe薄膜を成長させる条件を検討した. その結果,(1)光照射下で成長させると, 表面平坦化を示すストリークが出現するまでの時間が短縮された. また基板温度が低く(【less than or equal】50°C), 無照射では成長しない場合でも, 光照射した場合には成長が確認できた.(2)表面モホロジーは, 一般に光照射によって悪化した. これは紫外光照射が膜成長を促進していることに由来する.(3)無照射下で成長させた場合に比べ発光の強度は増大(自由励起子および中性ドナーに束縛された励起子発光の強度は10倍以上)し, 照射レーザーの強度と強い相関を示した. またスペクトル線の半値幅も減少した. (4)深いアクセプターに束縛された励起子発光線, 深いセンターに基ずく発光帯および自己付活発光帯(SA)の強度は減少する.(5)Y発光線, S発光帯の強度は光照射の影響をほとんど受けない. このことは, GaAs基板結晶の転位が成長膜中に引き継がれることを意味しており, より転位の少ないGaAs基板を用いた実験が必要である.等が判明した. すなわち紫外光照射により膜の成長速度は増し, 膜成長中に形成される格子欠陥が低滅される等の結晶成長の顕著な改善が認められた. 紫外光源としてHe-Cdレーザーの使用は基板上での選択的な照射をも可能にし, 今後応用が期待できる. 現時点では, 表面モホロジーにまだ難点があり, さらに成長条件を変えて実験を継続してゆく必要がある. また照射光の波長依存成長についても実験を計画中である.

本研究では, Se2分子の解離エネルギーが, He-Cdレーザーの325nm発振線とほぼ一致することに着目し, 分子線エピタキシャル成長中に成長表面へレーザー光照射を行い, 膜成長過程に及ぼす効果を反射電子線回折像で観察し, 成長膜を表面モフォロジーおよび発光スペクトルを用いて調べ, 低温成長の可能性および良質なZnSe薄膜を成長させる条件を検討した. その結果,(1)光照射下で成長させると, 表面平坦化を示すストリークが出現するまでの時間が短縮された. また基板温度が低く(【less than or equal】50°C), 無照射では成長しない場合でも, 光照射した場合には成長が確認できた.(2)表面モホロジーは, 一般に光照射によって悪化した. これは紫外光照射が膜成長を促進していることに由来する.(3)無照射下で成長させた場合に比べ発光の強度は増大(自由励起子および中性ドナーに束縛された励起子発光の強度は10倍以上)し, 照射レーザーの強度と強い相関を示した. またスペクトル線の半値幅も減少した. (4)深いアクセプターに束縛された励起子発光線, 深いセンターに基ずく発光帯および自己付活発光帯(SA)の強度は減少する.(5)Y発光線, S発光帯の強度は光照射の影響をほとんど受けない. このことは, GaAs基板結晶の転位が成長膜中に引き継がれることを意味しており, より転位の少ないGaAs基板を用いた実験が必要である.等が判明した. すなわち紫外光照射により膜の成長速度は増し, 膜成長中に形成される格子欠陥が低滅される等の結晶成長の顕著な改善が認められた. 紫外光源としてHe-Cdレーザーの使用は基板上での選択的な照射をも可能にし, 今後応用が期待できる. 現時点では, 表面モホロジーにまだ難点があり, さらに成長条件を変えて実験を継続してゆく必要がある. また照射光の波長依存成長についても実験を計画中である.