III-V族化合物半導体における希土類原子配置による局在スピンの制御と物性

III-V族化合物半导体中稀土原子排列对局域自旋和物理性质的控制

• 批准号: 10138208
• 负责人: 藤原 康文
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10138208/
• 关键词: 局在スピン; 希土類イオン; OMVPE法; Er; InP; GaInP; 蛍光EXAFS法; X線CTR散乱法

「原子レベルでの結晶成長・不純物添加技術」と「ミクロ構造の直接的評価技術(蛍光EXAFS法やX線CTR散乱法)」との連携を基盤として、III-V族化合物半導体中に希土類元素の有する「局在スピン」を原子のレベルで精密配置することにより、電子と「局在スピン」間の相互作用を人為的に設計・制御し、新しい物性・機能を効果的に発現させることを最終目標とする。希土類イオンとしてErを取り上げ、OMVPE法により各種III-V族化合物半導体にErを原子レベルで制御しながら添加する技術を確立することを当面の目標としている。本年度は、昨年度来取り組んでいるOMVPE法によるIII-V族化合物半導体薄膜へのErドーピングに加えて、添加母体の低次元化を行い、その特性を調べた。得られた知見は以下のとおりである。● Er添加InPにおけるEr発光およびEr原子周辺局所構造への熱処理効果を検討した。Er発光ならびにEr原子周辺局所構造は熱処理に対して非常に安定であることが明らかになった。このことは、Er発光中心に関連するEr原子周辺局所構造は成長時の熱処理ではなく、成長表面での反応により形成されることを示唆している。● Er添加GaInPにおいて、Er発光の温度消光特性について調べた。Er発光の測定温度依存性より、4f電子励起を特徴づける二つの活性化エネルギーを求め、4f電子の励起機構を明らかにした。● Stranski-Krastanow(S-K)機構によりGaAs基板上に形成されたInAs量子ドットへのErドーピングを行い、その発光特性について調べた。GaAsバンドギャップ(波長815nm)より大きい励起エネルギー(above-bandgap excitation)を用いた場合にのみ出現する新しいEr発光線を見出した。この発光線の励起波長依存性より、InAs量子ドットに添加されたErに起因する発光であることを明らかにした。

"Atomic electron microscopy crystal growth additive technology", "optical EXAFS method", "X-ray CTR scattering method", "X-ray CTR scattering method", "X-ray diffraction method, X-ray diffraction method, X-ray scattering method, X-ray diffraction, X- The computer "bureau" interacts with each other in the design and control of human-made equipment, and the results of the new equipment can be found to be the most important. It is hoped that all kinds of III-V compound semi-bulk Er atoms can be used in the preparation and control of all kinds of III-V group compounds by the method of OMVPE and Er. This year and last year, the OMVPE method was used to analyze the semi-bulk thin films of III-V compounds, such as the addition of Er compounds, the addition of parent materials, and the reduction of properties. I have to tell you the following questions. Er added InP, Er, light, Er, atomic perimeter, Er, atomic perimeter, and so on. The Er is very stable and has been built by the Er Atomic week Bureau. In the laboratory, the Er luminescence center examines the Er atomic perimeter system for a long period of time, and the growth surface has a negative effect on the growth surface. Er adds GaInP light, Er light, temperature extinction properties, light, etc. The temperature dependence of the Er photometer is determined, the 4f generator is activated, and the 4f generator is sensitive to temperature dependence. Stranski-Krastanow (SOMULK) is responsible for the formation of optical properties on the GaAs substrate, which is based on the optical properties of the InAs substrates, the optical properties of the Er substrates. The GaAs wave length 815nm (wave length 815nm) is used to stimulate the output of the new Er light source (above-bandgap excitation). The optical fiber line excitates the wavelength dependence, and the InAs quantum analyzer adds the cause of the optical Er.

项目成果

H.Ofuchi: "Local structure study on dilute Er in III-V semiconductors by fluorescence EXAFS" Journal of Synchrotron Radiation. 5. 1061-1063 (1998)

H.Ofuchi：“通过荧光 EXAFS 对 III-V 族半导体中稀铒的局域结构研究”同步辐射杂志。

H.Ofuchi: "Thermal stability of local structures around Er atoms doped in InP by OMVPE" Japanese Journal of Applied Physics. 38(6)(印刷中). (1999)

H.Ofuchi：“OMVPE 掺杂 InP 中 Er 原子周围的局部结构的热稳定性”，《日本应用物理学杂志》38(6)（出版中）。