2000 Fiscal Year Annual Research Report
電荷中性化したGaAs表面上へのZnSe分子線成長
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10650010
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
前橋 兼三 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (40229323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 繁彦 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50189528)
中島 尚男 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20198071)
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| Keywords | ZnSe / GaAs界面 / 電荷中性化 / GaAs(110)微傾斜基板 / PL / PLトポグラフ / 電子線描画法 / マイクロPL |
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| Research Abstract |
現在、ZnSe系II-VI族化合物半導体はGaAsなどに比べ、広い禁制帯幅を有するため、青色発光素子材料として大変注目されている。また、II-VI族半導体の励起子束縛エネルギーは、III-V族半導体よりもはるかに大きいために室温でも励起子が安定に存在する。そのため、物性的にも非常に興味深い。本研究の目的は、ZnSe/GaAs界面(ヘテロバレント界面)を電荷中性化することによって、原子レベルで急峻な理想的なZnSe/GaAs界面を形成する事である。本年度は以下の様なことを行い、界面の形成に関して新しい知見を得た。
1.GaAsバッファー層を成長したGaAs(110)微傾斜基板、および、GaAs(100)基板上にZnSe薄膜を成長した。さらに、ZnSe/ZnCdSe/ZnSe量子井戸構造を成長し、フォトルミネセンス(PL)スペクトルによって界面の評価、PL像により欠陥の評価を行った。PLトポグラフでは(100)と(110)6Bとで転位の入り方に違いが見られ、特に(100)において欠陥の動く様子が観察された。
2.得られたZnCdSe量子井戸の試料にアルミニウム薄膜を蒸着し、さらに、電子線描画法およびリフトオフ法によって、1μm以下の窓をアルミニウム薄膜上に開け、マイクロPL法を試みた。比較として、CdSe量子ドットのマイクロPLスペクトルを測定した。その結果、量子ドットからは半値幅が1meV以下のシャープなピークが多数現れることが明らかになった。それらは、各ドットからのスペクトルであり、PL時間分解測定の結果、高エネルギー順位からのピークも現れていることがわかった。GaAs(110)基板上からに成長したZnSe/ZnCdSe/ZnSe量子井戸構造からは、量子ドットの様な非常にシャープなピークには分裂しなかった。これは、界面のポテンシャルの揺らぎが少なく、平坦であることを示していると考えられる。
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[Publications] Kenzo Maehashi: "Formation of Self-Organized CdSe Quantum Dots on ZnSe(100) Surfaces by Molecular Beam Epitaxy"Applied Surface Science. 166. 322-325 (2000)
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[Publications] Yasuhiro Murase: "Temperature dependence of photoluminescence spectra of self-organized CdSe quantum dots"Journal of Crystal Growth. 214/215. 770-773 (2000)
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[Publications] Takeshi Ota: "Micro-photoluminescence from CdSe quantum dots"Journal of Crystal Growth. 214/215. 778-781 (2000)
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[Publications] Kenzo Maehashi: "Photoluminescence core-level excitation of CdSe quantum dot structures"Journal of Crystal Growth. 214/215. 752-755 (2000)
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[Publications] Kenzo Maehashi: "Formation and Characterization of Self-Organized CdSe Quantum Dots"Journal of Electronic Materials. 29. 542-548 (2000)
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[Publications] Kenzo Maehashi: "Structural and Optical Properties of CdSe/ZnSe Self-Organized Quantum Dots"Journal of Crystal Growth. (in press). (2000)
