イオン性度制御層によるイオン性結晶と共有結合性結晶の界面制御エピタキシ-の研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650025
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 筒井 一生 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (60188589)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川崎 宏治 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10234056)
• Keywords: イオン性度制御層 / ヘテロエピタキシ- / フッ化物 / CaF_2 / II-VI族化合物 / IV-V族化合物 / SrF_2 / ZnSe

Research Abstract

イオン性度が大きく異なる材料どうしのヘテロピタキシ-において、中間的なイオン性度を持つ材料をイオン性度制御層としてヘテロ界面に挿入し、良好なヘテロ構造を実現するとともに、イオン性度の異なる界面のミクロ構造を解明することを目的として研究を進めた。今年度は、まず、これまで報告例のなかったII-VI族化合物基板上へのイオン結晶成長の例として、ZnSe(100)基板上へのSrF_2のエピタキシャル成長を行い、分子線エピタキシ-でのエピタキシャル温度が約250℃であることを明らかにした。この結果を、IV族やIII-V族基板上への成長の場合のエピタキシャル温度と比較することにより、イオン結晶性弗化物のエピタキシャル温度は、基板材料が共有結合性からイオン結合性にイオン性度が増大するのに従って単調に低下して行く傾向にあることを示した。次に、II-VI族基板上にIII-V族を成長させる例として、ZnSe(100)面上にGaAsをMBE成長することを試み、成長初期の温度を250℃に低減させる二段階成長法を用いれば、モフォロジー、後方散乱法で評価した結晶性とも、弗化物結晶上で従来得られていたGaAs層より優れたものを得ることができた。以上の実験より、ヘテロエピタキシ-において材料間のイオン性度の差が小さいほど良好なヘテロ界面が容易に形成できることを実証し、本研究の基本的考え方を裏付けることができた。続いて、CaF_2上へのGaAs成長において、実際にイオン性度制御層として原子層オーダーのZnSe層を挿入する効果を調べる実験を開始した。ZnSeの化合物を単一ソースとするMBE系を構築し、CaF_2(111)面上への極薄層の成長条件を検討したところ、基板温度が室温付近では均一なZnSe層が形成できることを電子線回折と後方散乱法から明らかにした。今後、この層の結晶性を上げる条件を探索し、GaAs層との界面形成を進めて行く予定である。

Research Products

• [Publications] モハンマッド・ムスタファ・サリナント,筒井 一生: "ZnSe(100)上へのSrF_2エピタキシャル成長における前処理依存性" 第55回応用物理学会学術講演会予稿集. 1. 173-173 (1994)
• [Publications] モハンマッド・ムスタファ・サリナント,筒井 一生: "ZnSe(100)上へのSrF_2エピタキシャル成長" 第41回応用物理学関係連合講演会予稿集. 1. 305-305 (1994)