Ｓｉ基板上ＧａＡｓ系三元混晶ナノワイヤの成長機構解明と欠陥抑制に関する研究

Si衬底上GaAs基三元混晶纳米线的生长机理及缺陷抑制研究

• 批准号: 23510148
• 负责人: 山口 雅史
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23510148/
• 关键词: ナノワイヤ; GaAs; VLS; MBE; 液滴; 無触媒; 双晶; InGaAs

我々はこれまで， MBE装置を用いたVLS法により，無触媒でSi基板上へのGaAsナノワイヤの作製に成功し，三元混晶であるInGaAsナノワイヤの成長機構を明らかにすることができた。しかし，GaAsの時よりも，三元混晶にすることで結晶内に双晶が発生し易くなり，光学的・電気的特性に影響を及ぼす可能性があると懸念されるため，今年度は双晶の発生に関して検討を行った。また，不純物ドーピングについても検討を行った。Si基板上への無触媒GaAsナノワイヤの成長は，As圧力を変化させて行った。As圧力が低いときには，TEM観察等によりウルツ鉱構造が支配的であったが，As圧力が高くなるにつれて，閃亜鉛鉱構造が支配的になることがわかった。このことを理論的に検討するために，ウルツ鉱構造の1層が双晶であると仮定し，Ga液滴におけるAs吸着原子の過飽和度と，As吸着原子が気相・触媒・結晶界面まで拡散し核を形成した場合の系の自由エネルギー変化を計算し，これらを基に，双晶の発生確率を見積もった。計算した双晶発生確率から，As量が増加するに従って，双晶の発生確率が減少していることがわかった。この結果は，実験結果と同様の傾向を示した。不純物ドーピングの検討では，Siをドープして長さ約35μmのGaAsナノワイヤを成長させた。このナノワイヤを基板から分離させ，Si基板上に分散させ，電子線露光技術を用いて電極を取り付けた。また，熱電性能によるドーピング評価のためにナノワイヤ周辺に熱源も設けた。熱電性能を示す１つのパラメータであるゼーベック係数から，熱電性力率と無次元性能指数を測定し，それらからドープ量を見積もったところ，5.9×10^18 cm^-3 となった。しかし，同様にドープしたバルクGaAsよりもドープ量が1桁程低くなっており，ナノワイヤ中に不純物が取り込まれ難くなっていることがわかった。

We use the VLS method to test the MBE device, the GaAs device on the Si substrate to run successfully, and the ternary mixed crystal InGaAs device growth mechanism to show that the growth mechanism is effective. Temperature, GaAs time cycle, ternary mixed crystal alloy test results, the double crystal alloy in the crystal is easy to operate, the characteristics of the optical electronics are sensitive to the temperature, and this year, the double crystal alloy is very popular this year. No, no. The GaAs catalyst on the Si substrate is growing, and the As is trying to improve the performance. The As force is low, the TEM is low, and the TEM is responsible for the control of the system. The As force is high for the system, and the system is for the control. The structure of the theory is that the double crystal is stable, the Ga droplet absorbs the atom, the As absorbs the atom, and the interface between the phase catalyst and the As absorbs the atom. The interface of the phase catalyst is dispersed to form a complex system, which is free to calculate the temperature, the temperature is based, and the birth rate of the double crystal is very high. Calculate the birth rate of the double crystal, increase the birth rate of the double crystal by As, and reduce the birth rate of the double crystal. The results show that the results are the same as those shown to you. As a matter of fact, the growth rate of Si is about 35 μ m. The growth rate of GaAs is very high. The substrates are separated from each other, the Si substrates are dispersed, and the electrical cable exposure technology is used to collect the payoff devices. This is not true. Performance is not good enough. This is not true. This is not true. This is not true. The performance test shows that the number of cycles is very high, the electrical power rate is measured without dimensional performance index, and the thermal performance index is measured. The temperature is 5.9 × 10 ^ 18 cm ^-3. In the same way, the same thing is known as GaAs. The truss is low, and the object in the truss is low.

项目成果

Thermoelectric power of catalyst-free GaAs nanowires grown by MBE-VLS method

MBE-VLS法生长无催化剂GaAs纳米线的热电性能

• 发表时间: 2011
• 作者: J. H. Paek;M. Yamaguchi;and H. Amano
• 通讯作者: and H. Amano

Thermoelectric Power Measurement of Catalyst-free Si-doped GaAs Nanowires

无催化剂硅掺杂砷化镓纳米线的热电功率测量

• DOI: 10.1557/opl.2012.1326
• 发表时间: 2012
• 期刊: MRS Proceedings
• 作者: M. Yamaguchi;J.H. Paek;and H. Amano
• 通讯作者: and H. Amano

Si基板上III-V族化合物半導体ナノワイヤの成長と応用

Si衬底上III-V族化合物半导体纳米线的生长及应用

• 发表时间: 2012
• 作者: Jingtao Xu;Jiazhen Wu;Yoichi Tanabe;Satoshi Heguri;Gang Mu;Hidekazu Shimotani;and Katsumi Tanigaki;山口雅史，白 知鉉，天野 浩;山口雅史，白 知鉉，田畑拓也，中川慎太，本田善央，天野 浩
• 通讯作者: 山口雅史，白 知鉉，田畑拓也，中川慎太，本田善央，天野 浩

MBE法によるSi基板上化合物半導体ナノワイヤ成長と評価

MBE法在Si衬底上生长化合物半导体纳米线并评价

• 发表时间: 2011
• 作者: Kazuaki Oniwa;Thangavel Kanagasekaran;Tienan Jin;Md. Akhtaruzzaman;Yoshinori Yamamoto;Hiroyuki Tamura;Ikutaro Hamada;Hidekazu Shimotani;Naoki Asao;Susumu Ikeda;and Katsumi Tanaigaki;山口雅史，白 知鉉，田畑拓也，本田善央，天野 浩
• 通讯作者: 山口雅史，白 知鉉，田畑拓也，本田善央，天野 浩

MBE-VLS法によるSi基板上無触媒GaAs/InGaAs軸方向ヘテロ構造ナノワイヤ

MBE-VLS 法在 Si 衬底上制备非催化 GaAs/InGaAs 轴向异质结构纳米线

• 发表时间: 2011
• 作者: 沼田悠貴;林淳志;山村直希;高田主岳;湯地昭夫;山口雅史，白 知鉉，天野 浩
• 通讯作者: 山口雅史，白 知鉉，天野 浩