n型伝導フッ化カドミウムの分子線エピタキシャル成長の研究

n型导电氟化镉分子束外延生长研究

• 批准号: 08650371
• 负责人: 筒井 一生
• 金额: $ 1.28万
• 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 (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650371/
• 关键词: フッ化カドミウム; CdF_2; n型伝導; 分子線エピタキシ-; ガドリニウム

純粋な状態では絶縁物であるCdF_2は、希土類元素のド-ピングによりn型伝導状態が得られることがバルク結晶で知られている。また、この材料は、CaF_2をバッファ層として用いればSi(111)基板上にエピタキシャル成長可能であることも示されている。本研究は、エピタキシャルCdF_2層にCd^<3+>をド-ピングし、これを活性化してn型のCdF_2エピタキシャル層を実現することを目的として行った。ドーパントの活性化には金属Cdの蒸気圧下でのアニールが有効であることが報告されている。本研究では、分子線エピタキシ-の成長プロセスでこれを行う目的で、Cd分子線を発生できるエピタキシ-装置を製作した。この装置内で、Si(111)基板上にCaF_2バッファ層を成長したのち、CdF_2を主に次の3種類のプロセスで成長した。すなわち、ノンドープのCdF_2層、成長中にドーパントとしてGdF_3分子線を同時照射してGd^<3+>のド-ピングをを行ったCdF_2層、およびド-ピングと同時にCd分子線も同時照射したCdF_2層の三種類を成長し比較した。成長層の横方向の電流電圧特性を測定し、ノンドープおよびド-ピングのみのCdF_2層が10^6Ωcm以上の高抵抗であったものが、Cd同時照射の活性化プロセスを併用したCdF_2層では10^3Ωcm程度まで低抵抗化するのが観測された。現段階で活性化率はまだ低いと推測されるが、条件の最適化を進めることで、活性化率の向上は見込める。本方法により、エピタキシャルCdF_2の導電化の可能性が示され、これをヘテロ構造形成と組み合わせて、弗化物系ヘテロ構造の共鳴トンネルデバイスなどの機能性デバイスへ発展可能であると結論した。

The pure state of CdF_2 and rare earth elements is the state of n-type conduction. The material of CaF_2 was deposited on Si(111) substrate. In this study, we aim to activate CdF_2 layer and realize CdF_2 layer. The activation of the metal Cd under vapor pressure has been reported. In this study, the molecular wires were developed and the devices were fabricated. In this device, CaF_2 and CdF_2 are grown on Si(111) substrate, and three kinds of CdF_2 are grown on Si (111) substrate. The CdF_2 layer, the growing CdF_3 molecular line and the growing CdF_2 layer were irradiated simultaneously by Gd3 + and CdF_2 molecular line. The current-voltage characteristics of the growth layer in the lateral direction were measured. The CdF2 layer with high resistivity of 10^6Ωcm or more was used for the first time. The CdF2 layer with low resistivity of 10^3Ωcm or more was used for the second time for the activation of Cd simultaneous irradiation. At the present stage, the activation rate is low, the optimization of conditions is advanced, and the activation rate is upward. This method shows the possibility of conductivity of CdF2, and concludes that the resonance of CdF2 and CdF2 can be developed.

项目成果

A.Izumi,N.Matsubara,Y.Kushida,K.Tsutsui and N.S.Sokolov: "CdF_2/CaF_2 resonant tunneling diode fabricated on Si(111)" Jpn.J.Applied Physics. 36・(出版予定). (1997)

A. Izumi、N. Matsubara、Y. Kushida、K. Tsutsui 和 N. S. Sokolov：“在 Si(111) 上制造的 CdF_2/CaF_2 谐振隧道二极管”Jpn 36 ・（待出版）。 ）

A.Izumi,N.Matsubara,Y.Kushida,K.Tsutsui,and N,S,Sokolov: "CdF_2/CaF_2 resonant tunneling diode fabricated on Si(111)" Ext.Abs.of Solid State Devices and Materials. 761-763 (1996)

A.Izumi、N.Matsubara、Y.Kushida、K.Tsutsui 和 N,S,Sokolov：“在 Si(111) 上制造的 CdF_2/CaF_2 谐振隧道二极管”固态器件和材料的 Ext.Abs.。