電子線露光装置を用いた化合物半導体における平面超格子構造作製に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750228
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山口 雅史 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20273261)
• Keywords: 平面超格子構造 / 二次元電子ガス / 電子線露光装置 / ポテンシャル変調 / ウェットケミカルエッチング / GaAs / Weiss振動 / 磁気輸送特性

Research Abstract

電子線露光装置,電子線用レジスト,およびウエットケミカルエッチングを用いることにより,MBE法で作製された二次元電子ガスを有するGaAs系基板表面に平行方向に平面超格子(ライン&スペース)構造を作製した.電子線用レジストは,露光感度と酸性のエッチング液の両方を考慮して,PMMAとZEP-520の2種類のレジストを基板上に2層に塗布し,これによって最小寸法30nm×30nmのライン&スペース構造を安定して作製することが可能となった.
また作製した平面超格子構造によって,二次元電子ガスに対してポテンシャル変調が加えられているかどうかを調べるために,試料にAuGeでオーミック電極を形成し,ラインに対して平行方向と垂直方向に対しての磁気輸送特性を調べた.測定は液体ヘリウム温度において行った.測定した結果,ラインと垂直方向に対しての磁気抵抗において,二次元電子ガスがランダウ順位に分離することによって観測されるシュブニコフ・ド・ハース振動に加えて,別の振動成分が観測された.これは,Weiss振動と呼ばれるものであるが,本研究のようなライン&スペース周期100nm以下の短周期構造において電流磁気効果にWeiss振動が観測されたのは初めてであり,このことから二次元電子ガスにポテンシャル変調が加えられていることが確かめられたことがわかる。これらのことから,平面量子構造が将来の新機能量子効果デバイス応用に益々期待される.