1994 Fiscal Year Annual Research Report
原子層エピタキシ-選択成長による低次元量子構造作製に関する研究
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06238219
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岩井 荘八 理化学研究所, レーザー科学研究グループ, 先任研究員 (40087474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
目黒 多加志 理化学研究所, レーザー科学研究グループ, 先任研究員 (20182149)
青柳 克信 理化学研究所, 半導体工学研究室, 主任研究員 (70087469)
一色 秀夫 理化学研究所, フロンティア研究システム, フロンティア研究員 (60260212)
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| Keywords | 原子層成長 / 有機金属気相成長法 / 量子ナノ構造 / GaAs / 選択成長 / フォトルミネッセンス / 量子閉じ込め効果 / 自己停止機構 |
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| Research Abstract |
本年度は原子層成長(ALE)を用いた低次元量子構造作製プロセス開発を目的としてALE選択成長機構解明に重点を置き、ALE技術の潜在能力を引き出し新たなプロセス技術を開発した。更にALE選択成長により作製した微細量子構造の基礎的な光物性評価を行い明確な一次元閉じ込め効果を観測した。本年度の成果は以下のとおりである。
(1)成長モード切り替え技術の開発、極微細領域中の局在ALE成長の機構解明
ALEにおける面方位選択成長機構を解明した。この結果、成長シーケンスによりALE成長中の表面反応の選択的な制御が可能であることを見出し、ALE成長モード切り替え(isotropic〈-〉anisotropic)技術を確立した。さらに低次元量子構造を作製するうえで重要となる極微細領域における成長速度の変動についても検討を行った。そしてALEの特徴である自己停止機構によりナノメートルエリアにおいても異常成長のない均一な局在ALE成長が可能であることを示した。
(2)ALE成長薄膜の結晶性向上
結晶成長中における炭素原子混入の低減について検討を行った結果、GaAsALE成長において赤外光照射が有効であることを示した。
(3)ALE成長モード切り替え技術を用いた低次元量子構造作製プロセスの開発
上記(1),(2)の結果をもとにALEを用いた低次元量子構造の作製プロセスを開発し、矩形量子細線の作製に成功した。
(4)低次元量子構造における量子サイズ効果の観測、解析
ALE選択成長により作製した矩形量子細線からのフォトルミネッセンス(PL)発光を観測し、そのPLスペクトル及び偏光依存性から一次元閉じ込め効果を観測した。また、量子細線構造特有の価電子帯における電子状態の観測に成功した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] S.Iwai,et al.: "Reduction of carbon impurity in GaAs by photo-irradiation in atomic layer epitaxy" Applied Surface Science. 79/80. 232-236 (1994)
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[Publications] M.Ishi,et al.: "Digital etching by using laser beam:On the control of digital etching products" Applied Surface Science. 79/80. 104-109 (1994)
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[Publications] H.Isshiki,et al.: "Surface processes of selective growth by atomic layer epitaxy" Applied Surface Science. 82/83. 57-63 (1994)
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[Publications] T.Meguro,et al.: "Control of etching reaction of digital etching using tunable UV laser irradiation" Applied Surface Science. 82/83. 193-199 (1994)
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[Publications] H.Issiki,et al.: "Rectangular shaped quantum wire fabrication by growth mode switching between isotropic and anisotropic atomic layer epitaxy" Journal of Crystal Growth. 145. 976-977 (1994)
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[Publications] M.Nagano,et al.: "Atomic layer apitaxy of AlAs using dimethylethylamine alane" Jpn.J.Appl.Phys.33. L1289-L1291 (1994)
