超平坦ガリウム砒素MBEへき開再成長アニール表面の制御と理想2次元励起子系の顕微分光計測

超平坦砷化镓MBE解理-再生长退火表面的控制和理想二维激子系统的显微光谱测量

• 批准号: 02F02307
• 负责人: 秋山 英文
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F02307/
• 关键词: へき開再成長法; 成長中断アニール; T型量子細線; 特徴的な島とpits; マイクロPL測定; キャリアーの流れ込み; 励起子拡張; 発光スペクトル

へき開再成長法、すなわち、GaAs(100)基板を真空中でへき開して露出した(110)面上にGaAsを分子線エピタキシーにより再成長する方法を用いて、超平坦界面を持つ理想的な2次元薄膜を作製・評価し、高品質のT型量子細線や細線レーザーを代表例とする様々なナノ構造の作製に応用した。(110)断面上のMBE成長は、約490度という低い成長温度や高い砒素圧が要求され、そのままでは薄膜の表面モフォロジーが悪く、それがかつてのT型量子細線の品質を制限していた。本研究では、その凸凹の多い(110)表面が、600度以上の温度で10分間程度の成長中断アニールを施すと著しく平坦化されることを詳しく調べた。外国人特別研究員の呉(オウ)博士には、へき開再成長GaAs(110)薄膜のGaAs積層量を整数原子層から連続的にずらしていったときの、成長中断後の表面モフォロジーの原子間力顕微鏡(AFM)計測、それをAlGaAsバリアでカバーして得られる量子井戸構造のPLイメージ測定を、推進していただいた。従来は、高々数ミクロン角程度の領域の測定しか出来なかったが、今回、約3ミリメートルにわたる広い領域に対して測定を行うことができ、表面平坦化のドライビングフォース、原子ステップパターンの形成モデル、ヘテロ界面の凹凸が無くなった量子井戸構造のPL線幅の原因、などに関する重要な知見が得られた。本実験結果をもとに、GaAs(110)表面上でのGa原子とAs原子の表面ポテンシャルの第一原理計算の共同研究を展開することができ、(110)表面上では(001)表面に比べてポテンシャルバリアが低くて原子拡散が容易になっていることや、Gaの運動が面内で異方的になっていることなどが解り、上記の実験結果や原子ステップパターン形成モデルを支持する結果が得られた。

Open re-growth method, open re-growth method, GaAs(100) substrate in vacuum, open re-growth method, GaAs molecular wire on (110) surface, ultra-flat interface, ideal two-dimensional thin film fabrication, evaluation, high-quality T-shaped quantum fine wire and fine wire fabrication, representative example, structure fabrication. (110)MBE growth on the cross section is about 490 degrees C. Low growth temperature, high element pressure, high temperature, high temperature In this study, the growth interruption of a large number of (110) surfaces at temperatures above 600 ° C for 10 minutes was investigated. Dr. Wang, Special Researcher for Foreign Countries, has been working on the measurement of the interatomic force microscope (AFM) of the GaAs multilayer of the GaAs(110) thin film after the growth interruption, and the PL of the quantum well structure after the growth interruption. In the past, the determination of the degree of high temperature and high temperature in the field of the measurement of the field, the determination of the surface flatness, the formation of the atomic temperature and the formation of the surface roughness, the formation of the PL amplitude of the quantum well structure, and the important findings. The results of this paper are As follows: A joint study of first-principles calculations of Ga atoms and As atoms on GaAs(110) surfaces is carried out. The (110) surfaces are more easily dispersed than the (001) surfaces. The motion of Ga atoms in the in-plane anisotropic surfaces is solved. The above results show that the atomic number of particles is equal to the number of particles in the matrix.

项目成果

Formation mechanisms of monolayer pits having characteristic step-edge shapes on annealed GaAs (110) surfaces

退火GaAs（110）表面具有特征阶梯边缘形状的单层凹坑的形成机制

• 发表时间: 2004
• 期刊: Thin Solid Films 464-465
• 作者: Akira Ishii;T.Aisaka;J-W Oh;M.Yoshita;H.Akiyama;L.N.Pfeiffer;K.W.West
• 通讯作者: K.W.West

Novel electroluminescence properties of thin films using soluble metallo phthalocyanine salts

使用可溶性金属酞菁盐的薄膜的新颖电致发光特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. 43 Part 2
• 作者: S.Ikeda;M.Matsuda;Y.Ando;Ji-Won Oh;N.Hanasaki;H.Tajima;H.Akiyama;Tajima;H.Akiyama
• 通讯作者: H.Akiyama

Micro-photoluminescence characterization of local electronic states in a (110) GaAs quantum well fabricated by cleaved-edge overgrowth

• DOI: 10.1063/1.1804248
• 发表时间: 2004-11
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Ji‐Won Oh;M. Yoshita;Y. Hayamizu;H. Akiyama;L. Pfeiffer;K. West