断面STM法を用いた半導体ヘテロ構造界面の直接観察

使用截面STM方法直接观察半导体异质结构界面

• 批准号: 18740180
• 负责人: 山川 市朗
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740180/
• 关键词: 走査プローブ顕微鏡; 表面・界面物性; 量子ドット; 量子井戸; ヘテロ界面; 界面急峻性

ダプルキャップ成長法によるInAs/InP量子ドットのヘテロ界面の急峻性を調べる目的で、試料を作製し、その断面構造をSTM観察した。InAs量子ドットの断面形状が台形であることおよびその上部の組成変化が急峻であることが分かった。また、量子ドットの高さが原子層単位で離散化していることが初めて明らかになった。このことは、フォトルミネセンススペクトルが複数のピークの重ね合わせで構成され、それぞれのピークが高さの異なる量子ドットからの発光に対応することからも確認できた。これらの結果は、ダブルキャップ法が量子ドットの高さ方向のサイズ制御にきわめて有効であることを示している。量子ドットの側部の原子部分布に注目したところ、InAsP混晶領域を形成していることが分かった。最初のInPキャップ層を成長させた際に格子歪みを緩和するようにInAsとInPが混晶を形成しドットの高さが減少していくメカニズムが考えられる。また、III-V族化合物半導体のヘテロ界面の急峻性を原子スケールで調べる目的で、InGaAs/InP量子井戸構造の断面STM観察を行った。InGaAs層とInP層の厚さをそれぞれ1〜31MLに変化させた試料を作製し、その断面構造を観察した。その結果、層の厚さが1〜5MLの場合、InGaAs層は連続膜を形成するがInP層は不連続な膜となりアイランド構造を形成することが分かった。InGaAs層上に成長させたInP超薄膜がアイランド構造となることはこれまでに知られていない。InGaAs/InP量子井戸構造を共鳴トンネルダイオードなどの電子デバイスに応用する場合、連続したInP超薄膜を作製する必要があるため、InPアイランドの形成メカニズムをヘテロ界面の急峻性と併せて解明することが重要であると考えられる。

InAs/InP quantum chemistry interface sharpness adjustment, sample preparation, and STM observation The shape of the cross section of the InAs quantum dot changes from platform to platform. The quantum structure of the atomic layer is discretized. This is the first time that the United States has made such a move. The result of this is that there is no way to control the high level of quantum technology. The distribution of atoms on the side of quantum dots is noticed, and the mixed crystal field of InAsP is formed. The initial InP crystal layer growth process is to reduce the lattice distortion. For the purpose of atomic modulation, STM observation of InGaAs/InP quantum well structure The thickness of InGaAs layer varies from 1 to 31ML, and the cross section structure is observed. As a result, when the thickness of the layer is 1 to 5ML, the InGaAs layer is formed into a continuous film, and the InP layer is formed into a continuous film structure. InP ultra thin films grown on InGaAs layers have been successfully fabricated. InGaAs/InP quantum well structures are resonant, electronic, and useful in connection with the formation of InP thin films.