ZnSSe膜の光照射下でのMBE成長機構の解明と高品質膜の低温成長

阐明光照下 ZnSSe 薄膜的 MBE 生长机理和低温生长高质量薄膜

• 批准号: 02650013
• 负责人: 松村 信男
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650013/
• 关键词: ZnSSe; 光照射; MBE成長; 成長機構; 低温成長

安定な強度の分子線を発生させるために購入したKセルを用い、Zn及びSe分子線をGaAs(100)基板に照射し、RHEED(4kV)観察によってZn及びSeの安定化面を確認した。鏡面反射スポットをCCDカメラで撮影し、VTRに記録するシステムを新たに構成した。表面をSe安定化面にした後、HeーCdレ-ザ光を照射すると、Zn安定化面への変化(化学吸着したSeの脱離)が促進されることを2倍構造の変化及び鏡面反射強度の変化からinーsituに確認できた。光励起されたキャリアを表面に選択的に集めるため、電極を基板面から垂直方向へ3cmの位置に設置し、ZnSeの成長中及び成長後にこの電極に±1000V印加した(基板は接地)。照射部及び非照射部の膜厚を測定し電界を印加しない場合と比較した。電界印加下で光照射した試料の膜厚の減少速度(成長後)及び膜厚の減少率(成長中)は、電界印加していない試料のそれらに比べて小さいことがわかった。このことは表面に電子と正孔が共存する場合に化学及び物理吸着原子の脱離が促進されることを意味する。ZnSeのMBE成長中にレ-ザ光を照射することによってエピタキシャル温度を下げることができた。成長膜の結晶性を電子線回折で調べたところ、基板温度(Ts)150℃において単結晶パタ-ンが得られた。なお非照射の試料は、Ts〜200℃以下では多結晶であった。Ts=150℃における照射試料のフォトルミネッセンスを測定したところ、励起子発光が全体のスペクトルの中でメインだった。自由励起子発光は、Ts=340℃(非照射での最適成長温度)の非照射の試料のそれと同様に鋭く同程度の強度をもっていた。従って、成長中にレ-ザ光を照射することにより、150℃の低温でも高品質の成長膜が得られる事がわかった。不純物に束縛された励起子の発光強度は非照射の試料(Ts=340℃)に比べ大きかった。このことは、不純物添加に低温成長が有利であることを示している。

The stable surface of Zn and Se in GaAs(100) substrate was confirmed by RHEED(4kV) observation. Specular reflection CCD image capture VTR image capture Surface Se stabilization surface after irradiation with He-Cd-light, Zn stabilization surface transformation (chemical adsorption of Se) to promote the transformation of the structure and specular reflection intensity of the transformation in situ confirmed. The electrode is set at the position of 3 cm in the vertical direction on the substrate surface, and the electrode is ±1000V during and after the growth of ZnSe (the substrate is grounded). The film thickness of the irradiated part and the non-irradiated part is measured. The decrease rate of film thickness (after growth) and the decrease rate of film thickness (during growth) of the sample irradiated with light under electric field are smaller than those of the sample irradiated with light under electric field. This means that the surface electrons and positive holes are blue shifted, and the chemical and physical adsorption atoms are separated. The growth of ZnSe is due to the increase in temperature. Crystallization of the growth film, electron beam deflection, substrate temperature (Ts)150℃, crystallization Non-irradiated samples are polycrystalline below Ts ~ 200℃. Ts=150℃, the irradiation of the sample to determine the temperature, excitation emission of light, the total temperature of the sample Free excitation light emission Ts=340℃(optimum growth temperature of non-irradiated samples) and intensity of non-irradiated samples are different. High quality growth films are obtained at low temperatures of 150 ° C. The emission intensity of impurity bound excitation is higher than that of non-irradiated sample (Ts=340℃). Impurities are added at low temperatures, which are beneficial to growth.

项目成果

Nobuo MATSUMURA: "Photoーassisted MBE growth of ZnSe on GaAs substrates" Journal of Crystal Growth. (1991)

Nobuo MATSUMURA​​：“GaAs 基板上的 ZnSe 光辅助 MBE 生长”《晶体生长杂志》(1991)。

Takashi FUKADA: "LowーTemperature Growth of ZnSe by Photoassisted Molecular Beam Epitaxy" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1585-L1587 (1990)

Takashi FUKADA：“通过光辅助分子束外延实现 ZnSe 的低温生长”，《日本应用物理学杂志》29。L1585-L1587 (1990)