高規則性GaAsナノホールアレイの作製・評価と応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555004
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 森下 義隆 東京農工大学, 工学部, 助教授 (00272633)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石橋 隆幸 東京農工大学, 工学部, 助手 (20272635) ; 佐藤 勝昭 東京農工大学, 工学部, 教授 (50170733)
• Keywords: 陽極酸化 / 量子ドット / フォトニクス / 半導体 / 希薄磁性半導体

Research Abstract

位置とサイズを制御したハニカムホールアレイを自己組織的に陽極酸化で作製し評価することと、自己組織的に作製されたホールアレイ基板上に位置とサイズを制御した量子ドットを作製することを目的として、(1)陽極酸化の様々な条件下でのハニカム孔の作製、(2)分子線エピタキシー(MBE)法による半導体量子ドットの作製、(3)MBE法による希薄磁性半導体量子ドットの作製、(4)走査型プローブ顕微鏡の立ち上げを行った。
(1)に関しては、Wランプの照射下、アンモニア溶液中でGaAsを磁界を印加しながら陽極酸化することで、サイズ(約200nm)のそろったハニカム孔の形成に成功した。また、サイズを小さくするためには基板の比抵抗を小さくすることが必要であることが分かった。
(2)に関しては、サイズのそろったハニカム孔を有するGaAs基板を用いることで、InAs量子ドットのサイズのゆらぎを改善することに成功した。また、FIBで加工した基板上には、穴を埋めるようにドットが形成されることが分かった。
(3)に関しては、ハニカム孔を有するGaAs基板上にInMnAsの成長を行うと、ドットの形成が起こる臨界膜厚が厚くなることが分かった。また、ドットは孔の底および孔と孔の間の頂点の位置に形成されることが分かった。
これらの結果は、新しい微細化高技術の創成と、高品質な量子ドットを作製する際の中心的な基盤技術となるものである。

Research Products

• [Publications] 森下義隆: "Crystal structures and magnetic properties of MnAs grown by molecular-beam epitaxy on the (lll) A facets of V-grooved GaAs substratess"J.Crystal Growth. 209. 599-604 (2000)
• [Publications] 森下義隆: "Magnetic-field assisted anodization of GaAs"Electrochemical & Solid-State Letters. 4. G4-G6 (2001)
• [Publications] 森下義隆: "Effects of regularity of honeycomb hollows formed by the anodization of GaAs substrates on the molecular-beam epitaxial growth of InAs quantum dots"J.Crystal Growth. (印刷中).
• [Publications] 佐藤勝昭: "Room temperature ferromagnetism in novel diluted magnetic semiconductor Cd_<1-x>Mn_xGeP_2"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L949-L951 (2000)
• [Publications] 佐藤勝昭: "Nonlinear magneto-optical Effect in Fe/Au superlattices modulated by non-integrated atomic layers"J.Appl.Phys.. 87. 6785-6787 (2000)
• [Publications] 石橋隆幸: "Monequilibrium microwave emission due to tunnel injection of quasiparticles into a high-Tc Bi_2SR_2CaCu_2O_y superconductor"Phys.Rev.. B61. 689-693 (2000)