シリコン,ゲルマニウム系同位体超格子を用いたフォノン物理の研究とその応用

硅、锗同位素超晶格声子物理研究及其应用

基本信息

批准号：
01J04500
负责人：
森田健
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

採用二年目の研究に関する報告は、主に以下の二つにまとめることができる。1.Ge同位体超格子中のラマン散乱における波長依存性の理論的構築^1Ge同位体超格子を514.5nmと488nmの二つの波長で励起した場合、各モードのラマン散乱強度が相対的に異なることが実験的に示されていた。特に侵入長が短い488nmの光を用いた場合、ラマン不活性と思われるピークが観測されていた。このことは、昨年の報告で伝えたとおりである。これは、波長によって変化する侵入長による効果というのが有力な解釈であった。そこで,今年度の研究では、侵入長が短い光でも使用できるラマン散乱モデルを提案した。ラマン散乱モデルを考えるとき、最も簡便で古くから知られているモデルが、ボンド分極率モデルであるが、我々はこのボンド分極率モデルに侵入長の依存性が考慮できるように修正した。理論と実験の間にはまだ溝があるが,今後この研究は継続して行う。2.Ge同位体量子ドット中のラマン散乱^2Ge量子ドットからの散乱光は弱く、その散乱光はSiの鋭い二次のラマン散乱とほとんど同じ周波数に現れるために、その評価法に疑問が持ち上がった。我々は、その疑問に解決を与えるべく、同位体制御されたGe量子ドットを分子線エピタキシー成長し、ラマン分光法によって評価した。同位体効果を用いたことで、^<76>Ge同位体量子ドットのピークとSi基板上からのピークを明確に分離することに成功した。さらに、Ge量子ドットにSiキャップ層を付けたものとそうでないものを比較し、詳細なラマン実験を進めることで、Ge量子ドット中には、Siが混入していること、量子ドットのサイズが小さいほどその効果が大きいことが分かった。逆にドットのサイズが大きなものに関しては、量子ドットの内部にGe組成が集中している部分(コア)が存在することが明らかになった。[1].K.Morita, K.M. Itoh, M.Nakajima, K.Mizoguchi, Y.Shiraki, and E.E.Haller, in Proceeding of the26^<th> International Conference on Physics of Semiconductors, in Press (2002).[2].A.V.Kolobov, K.Morita, K.M.Itoh, and E.E.Haller, Appl.Phys.Lett.81, 3855 (2002).

可以通过两种主要方式总结有关其工作中第二年的研究报告：1。在GE同位素超级峰值中，在拉曼散射中波长依赖性波长的理论结构，经过实验表明，当1GE同位素超级晶格在两个波长时会激发两个波长，514.5 nm和488 nm，raman散射的差异很大，差异很大。特别是，当使用短渗透长度为488 nm的光时，观察到似乎是拉曼惰性的峰。这是去年报道的。这是对侵入长度效应的有希望的解释，它取决于波长。因此，今年的研究提出了一个拉曼散射模型，即使光线短的光线也可以使用。在考虑拉曼散射模型时，最方便且最长期的模型是键极化模型，但是我们修改了此键极化模型，以便考虑到渗透长度的依赖性。理论和实验之间仍然存在差距，但是这项研究将来会持续下去。 2。在GE同位素量子点中的拉曼散射量较弱，来自2GE量子点的散射光很弱，并且散射光几乎与Si的尖锐二次拉曼散射的频率几乎相同，这使得其评估方法出现了问题。我们通过分子束外延增长了同位素控制的GE量子点，并通过拉曼光谱法评估了该问题。通过使用同位素效应，我们成功地清楚地将 ^<76> GE同位素量子点的峰与来自SI底物的峰分开。此外，通过将GE量子点与Si盖层进行比较，我们进行了详细的拉曼实验，我们发现Si混合在GE量子点中，而量子点的大小较小，效果越大。相反，对于大点尺寸，已经揭示了一个部分（核心），其中GE组成集中在量子点内。 [1]。 K. Morita，K。M. Itoh，M。Nakajima，K。Mizoguchi，Y。Shiraki和E. E. Haller，在《半导体国际物理学国际物理学会议》中，出版社（2002年）。[2]。 A. V. Kolobov，K。Morita，K。M。Itoh和E. E. Haller，应用。物理。 Lett。 81，3855（2002）。