1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11440100
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
鈴木 隆則 理化学研究所, マイクロ波物理研究室, 副主任研究員 (60124369)
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| Keywords | 半導体表面 / シリコン / 表面SHG法 / 表面電場 / 表面電荷層 / レーザー / キャリアー励起 |
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| Research Abstract |
シリコン単結晶の再構成構造表面の表面近傍に生じる電場を、特にSi(111)-7×7を対象にして、表面の対称性に敏感な表面第二高調波発生法(表面SHG法)とレーザーによるキャリアー励起を組み合わせて坪価する手法を確立することを目的として研究を行った。
平成11年度は主に、レーザー系、試料系、光学系の整備を行った。つまり、YAGレーザーの導入、試料である各種ドープ量のシリコンウェーハーの購入、清浄表面を生成および評価する超高真空装置および表面分析装置の整備、SHGを観測するための光学フィルター、誘電体多層膜ミラーの導入などである。
まだ整備段階であるが、実験可能な範囲で予備的実験を行ったところ、波長500nmのポンプレーザーによるキャリアー励起により波長1200nmのプローブレーザーのSHGに変化が見られることが確認できた。つまり、ポンプ光を入れるとポンプ光強度に依存してSHG光強度が増大した。これは、本研究で提案した表面電場の評価の達成に向けて極めて明るい材料である。また、本予備実験を行うことにより、解決しなければならないいくつかの問題点も明らかになった。有意な信号を得るためにはかなり強いポンプ光が必要になるので、ポンプ光によるキャリアー励起ばかりでなくポンプ光による表面温度の増大およびそれによるSHG光強度の変化も考慮する必要が生じた。第一次近似的には温度変化の影響が無視できると推定されるが、詳細な議論には当然のことながら詳しい解析が求められる。
現段階は予備的実験の範囲をでないが、SHG光強度の変化による表面電場の評価に向けて、極めて有望なデータを得ることができ細部の詰めを急いでいる。また、来年度の試料冷却系の導入に向けての準備を開始した。
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