磁気円二色性発光法による半導体の深い準位の研究

研究課題番号：61460061

1987年度 研究成果報告書概要

代表者

    • 佐藤 勝昭
    • Sato, Katsuaki
    • 研究者番号：50170733
    • 東京農工大学・工学部・助教授

研究課題基本情報

  • 研究期間

    1986年度〜1987年度

  • 研究分野

    応用物性

  • 審査区分

  • 研究種目

    一般研究(B)

  • 研究機関

    東京農工大学

  • 配分額

    • 1986年度：4900千円 (直接経費：4900千円)
    • 1987年度：1800千円 (直接経費：1800千円)

研究分担者

    • 小林 駿介
    • 研究者番号：90015123
    • 東京農工大学・工学部・教授

研究概要

1.半導体中の深い準位の電子状態のサーベイ

半導体中の深い準位特に遷移元素不純物のエネルギー状態の実験および理論研究の現状について文献調査を行い, 現在までに解明されていることと, 未解明のことを整理した.

2.磁気円二色性測定装置の整備, 調整

本研究費で購入した部品を既存設備等と組合せ磁気円二色性スペクトル測定装置を組立て, 調整を行った. 測定波長範囲は0.4〜2.4μm, 温度範囲20〜300K, 磁界0〜1.3Tである. MCDの感度は△αl=10^<-5>程度が得られた.

3.試料の準備

HB法で作製されたCr添加半絶縁性GaAsの5mm厚2インチウェハーから10×10mm^2の試料が切り出され, 研磨された. またLEC法無添加半絶縁性GaAsについても10×10×5mm^3の試料が準備された. In添加GaAsについても8×8×3mm^3の試料が作製され, As雰囲気処理と, Cr熱拡散処理が行われた. InP.Feについては10×10×0.5mm^3の試料が用意された.

4.磁気円二色性の実験と解析

測定した試料はいずれもサブギャップに吸収帯を示し, その吸収帯のエネルギー範囲でMCDの構造を示した. GaAs:Crについて, 価電子帯の波動関数を考慮したMCDスペクトルの形状の解析を理論計算に基いて行った. 得られたフィッティングは満足すべきものあったが, パラメータの意味づけに若干の問題が見られ, 理論の修正の必要が明らかにされた.

5.結晶工学的評価手段としての磁気円二色性

MCDスペクトルは熱処理, Cr添加等により大きく変化し, 結晶欠陥に敏感であることがわかった. また試料のウエハー内の位置によってもMCDに変化が見られ結晶工学的評価に用いうる.

発表文献

  • K. Sato;H. Tsunoda;T. Teranishi: Proc. Int. Conf. Ternary and Multinary Compounds Snowmass 1986(Mat. Res. Soc. 1987). 459-464 (1987)

  • K. Sato;T. Iijima;S. Kobayashi: Proc. 4th Int. Conf. Semi-Insulating III-V Mater., Hakone 1986(Ohm-sha, 1986). 493 (1986)

  • 佐藤勝昭: 日本応用磁気学会第48回研究会資料. 15-18 (1987)

  • K. Sato;T. Iijima;T. Nakajima;S. Kobayashi: "Advances in Magneto-Optics", J. Magn. Soc. Jpn. (Suppl. to vol. II, NoSl). 11. S1. 121-124 (1987)

  • K. Sato;T. Iijima;T. Nakajima;K. Yahaji;S. Kobayashi: Jpn. J. Appl. Phys.

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