変調光反射測定による原子層エピタキシ-表面局在電子状態のその場観察法の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555088
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 西野 種夫 神戸大学, 工学部, 教授 (60029452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 住江 伸吾 (株)神戸製鋼所, 電子技術研究所, 主任研究員 ; 喜多 隆 神戸大学, 工学部, 助手 (10221186)
• Keywords: 変調光反射分光 / フォトリフレクタンス / 半導体表面 / 局在電子状態

Research Abstract

変調光反射測定による半導体表面やエピタキシャル膜中に局在した電子状態のその場観察法に関す本科学研究費補助金による研究によって得られた主な研究成果の概要について述べる。(1)変調反射分光法のスペクトルの詳細を解析する手法を確立にするため、固体の誘電関数の変調理論からスタートし、光や、電子線による半導体表面近傍の電子状態に対する電界変調を受けた誘電関数の特性を理論的に明らかにした。(2)本研究では新しく半導体表面あるいはエピタキシャル膜中の局在電子状態の変調微分反射スペクトル測定によるその場観測システムを開発し、このシステムを実用化するために必要となる基礎特性を明らかにした。特に表面局在電子状態をとらえるためのプローブ光入射角の問題、あるいは半導体表面に吸着した原子による変調反射信号の変化について基本的な特性を得ることが出来た。また、半導体表面に原子層で局在した電子状態がつくりだす表面フェルミレベルを変調反射測定により検出することに成功した。(3)電子線を変調励起源に用いた新しいタイプのその場観察法を提案し、独自のシステムを開発した。電子線による変調では電子の電流密度や、加速電圧などの電子の供給コンディションを制御することで変調機構を制御した様々な特性を得ることが出来ることがわかった。将来的にもRHEEDなどの既存の電子線源を利用したシステムの開発・実用化の可能性を確認した。
以上、本研究によって変調光反射測定による半導体表面やエピタキシャル膜中に局在した電子状態の観察法に関する基本的なデータの大部分は得られた。また、新しいタイプの電子線を用いたの変調光反射システを提案し、その特性から実用化のめどがついた。

Research Products

• [Publications] T.Nishino: "Spontaneow Superlattice in GeIn P Alloy Semiconductors"" Proc.2nd Int.Conf.Thin Film Physics and Applications. (1994)
• [Publications] T.Nisino: "Electronic States of Spontareous Superlattices in GaIn P Alloy" Proc.2nd Japan-Kores Symposium Quntized Electronic Structures of Semiconductors. 84-89 (1994)
• [Publications] H.Nakayawa,M.Tochigi,T.Nishino: "Site-Correlated-Adsorption Induced Atomic Ordering in Heteroepitord Alloy Semiconductors" Jpn.J.Appl.Phys.32. 711-715 (1993)
• [Publications] H.Nakagawa,T.Nishino,K.Uoda,T.Hoshi,M.tochigi,R.Oim: "Site-Selective Analysis of Local Electronic Structure in GaAs_<1-r> P Alloy Semicondactors by Arger Valaue Electron Spectroscopy" J.Vac.Soc.Jpn.36. 37-44 (1993)
• [Publications] 中山弘,西野種夫: "分子線エピタキシ-過程におけるサイト相関吸着と原子配列秩序" 日本結晶成長学会誌. 21. 11-23 (1994)
• [Publications] 中山弘,西野種夫: "二次元混晶系MBE成長における吸着拡散過程に確率論と原子配列秩序" 日本結晶成長学会誌. 21. 193-200 (1994)
• [Publications] T.Kanata-Kita,T.Inazumi,H.Nakayama.and T.Nishino: "Field Evolusion of Electronic States in a Finite-Period In GaAs/GaAs Stramed Layer Super Lattice" Mem.Grad.School Sci.& Technol.12-A. 1-9 (1994)
• [Publications] T.Kanata-Kita,M.Nishimoto,H.Nakayama.and T.Nishino: "Anisotropic Optical Transitions in Ordered Ga_<0.5>In_<0.5> P Alloys" 12th Record of Alloy Semiconductor Physis and Electroncos Symposium. 111-116 (1993)
• [Publications] T.Kita,K.Yamashita,M.Nakayama,and T.Nishino: "Electroreflectanse of Long-Range Ordered Al_<0.5>In_<0.5> P Alloys" 13th Record of Alloy Semiconductor or Physics and Electronics Symposium. 123-124 (1994)
• [Publications] T.Kita,T.Inazumi,H.Nakayama,T.Nishino,and H.Sakaguchi: "Resonant Coupling between Contined and Chcontired States in a Finite-Period In_<0.24>Ga_<0.76>As/GaAs Strained-Loyer Superlattices" Phys.Rev.B. 50. 2420-2424 (1994)
• [Publications] T.Kita,H.Nakayama,T.Nishino: "Electric Fied Inducool Coupling of Wave Functions in a InGaAs Single Quantum Well" Superlettice and Microstructures. 15. 137-140 (1994)
• [Publications] T.Kita,K.Yamashita,H.Nakayama,T.Nishino: "Optical Transitons in Long-Range Ordend AlInP" Proc.the 22nd International Conterene of the Physics and Semicondoctors. (1994)
• [Publications] S.Sumie,H.Takamatsu,Y.Nishimoto,Y.Kamata,T.Kita,T.Nishino: "Effects of Arnbient Gas on Photo-acoustic Displacemeet Meosuremeet by Loser Interteromtic Piobe" J.Appl.Physica. 74. 6533-6537 (1993)
• [Publications] S.Sumie,H.Takamatsu,Y.Nishimoto,Y.Kamata,T.Horiuchi,T.Kita,T.Nishino: "Analysis of Lettice Defeets Induceed by Ion Inplontation with Photo-Acoustis Displacemeet Meosuremeets" J.Appl.Physis. 76. 5681-5689 (1993)
• [Publications] T.Nishino: "Optical Characterizotion of Spontaneously Superlattice in GaIn P Alloy Semiconductors,New Functionality Matorials:Design.Presparotion and Conteal" North-Holland, 8 (1993)
• [Publications] 西野種夫: "「金属・半導体材料の新展開-原子レベルの操作で人工物資を創る-" クバプロ, 14 (1994)
• [Publications] 喜多隆,西野種夫: "半導体計測評価事典" サイエンスフォーラム, 9 (1994)