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超高密度ベータ鉄シリサイドナノドット積層構造の形成と光学物性測定

超高密度β硅化铁纳米点堆叠结构的形成及光学性能测量

基本信息

批准号：
17710093
负责人：
中村芳明
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710093/
关键词：
ベータ鉄シリサイド量子ドット発光素子ナノドット

项目摘要

β鉄シリサイドはバルクでは間接遷移型半導体であるが、Si基板上にエピタキシャル成長すると、約1.5μmのエネルギーバンドギャップをもっ直接遷移型半導体になるという報告がある。我々はβ鉄シリサイドのナノドットを形成することで発光効率の高いIV族系半導体材料を開発することを目指している。前年度、我々は、極薄Si酸化膜上にSiとFeを同時蒸着することで、5nm程度のβ鉄シリサイドナノドットを超高密度(>10^<12>cm^<-2>)に形成できることを見出した。このナノドットはSi基板との格子不整合による歪を保持し、不整合転位は存在していないことがわかった。本年度では、この手法で作製したβ鉄シリサイドナノ構造の電子状態を走査トンネル分光法を用いて調べた。その結果、ナノドットの厚みが5nmから2nmへ減少するとエネルギーバンドギャップが約0.4eV程度増大するという、β鉄シリサイドナノ構造の量子閉じ込め効果の観察に成功した。さらに、β鉄シリサイドナノ構造のSi埋め込み構造、また、GeナノドットのSi埋め込み構造を形成し、その光学特性を調べた。その結果、発光スペクトルはSiの埋め込みキャップ層の形成条件に強く依存することがわかった。また、形成したナノドットの人工配列構造を作製するためにナノドット操作技術開発を行った。この際、まず予備的実験として極薄Si酸化膜上のGeナノドットを用いて行い、走査トンネル顕微鏡の探針を用いたナノドット操作に成功した。また、ナノドットのクーロンブロッケイド効果の観察にも成功した。さらに、この形成手法を応用することによってGeSn量子ドットの形成法を開発した。我々は超高密度β鉄シリサイドナノドットの形成法、ナノ構造の量子閉じ込め効果、ナノドット操作法、クーロンブロケイド効果に関しては雑誌に掲載した。GeSn量子ドット形成法については特許出願中である。

β Fe is grown on Si substrates in an indirect transfer semiconductor, about 1.5μm in a direct transfer semiconductor. I am interested in the development of high efficiency group IV semiconductor materials for the formation of beta iron crystals. In the past year, Si and Fe were simultaneously evaporated on extremely thin Si acidified films, and the formation of ultra-high density (>10^ cm^ ) of 5nm β-<12><-2>Fe was observed. The lattice unconformity of the Si substrate is maintained, and the unconformity position is maintained. This year, the method of making β-iron particles was investigated by using optical spectroscopy. As a result, the thickness of the substrate decreases from 5nm to 2 nm, and the thickness of the substrate increases to about 0.4 eV. The quantum close effect of the β-Fe substrate structure is successfully observed. In addition, the optical properties of the Si matrix structure formed by the β-Fe matrix structure and the Ge matrix structure are adjusted. The results of the experiment show that the formation of the silicon layer depends on the temperature of the silicon layer and the temperature of the silicon layer. The artificial arrangement structure for the formation and operation of the equipment is developed. In this case, the preparation of Ge on very thin silicon oxide film was successfully carried out, and the probe of micro-mirror was successfully carried out. The results of the investigation were successful. The formation method of GeSn quantum particles was developed. We have developed methods for the formation of ultra-high density β-Fe particles, quantum structure effects, operation methods, and effects related to the formation of β-Fe particles. GeSn quantum dot formation method

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Observation of the quantum-confinement effect in individual β-FeSi_2 nanoislands epitaxial grown on Si (111) surfaces using scanning tunneling spectroscopy

使用扫描隧道光谱观察 Si(111) 表面外延生长的单个 β-FeSi_2 纳米岛的量子限制效应

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Applied Physics Letters 89・12
影响因子：
0
作者：
十代健;西信之;Alexander Shklyaev;Alexander Shklyaev;Yoshiaki Nakamura;Yoshiaki Nakamura
通讯作者：
Yoshiaki Nakamura

Photoluminescence of Si layers grown on oxidized Si surfaces

氧化硅表面生长硅层的光致发光

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Journal of Applied Physics 101
影响因子：
0
作者：
A.Shklyaev;Y.Nakamura;M.Ichikawa
通讯作者：
M.Ichikawa

Quantum fluctuation of tunneling current in individual Ge quantum dots induced by a single-electron transfer

单电子转移引起的单个Ge量子点中隧道电流的量子涨落

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Applied Physics Letters 90
影响因子：
0
作者：
Y.Nakamura;M.Ichikawa;K.Watanabe;Y.Hatsugai
通讯作者：
Y.Hatsugai

Formation of ultrahigh density and ultrasmall coherent β-FeSi_2 nanodots on Si (111) substraets using Si and Fe codeposition method

Si和Fe共沉积法在Si(111)基底上形成超高密度超细相干β-FeSi_2纳米点

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of Applied Physics 100・4
影响因子：
0
作者：
十代健;西信之;Alexander Shklyaev;Alexander Shklyaev;Yoshiaki Nakamura;Yoshiaki Nakamura;Yoshiaki Nakamura;Yoshiaki Nakamura
通讯作者：
Yoshiaki Nakamura

GeSn半導体デバイスの製造方法

一种GeSn半导体器件的制造方法