高規則性GaAsナノホールアレイの作製・評価と応用

2001 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)走査型プローブ顕微鏡による描画の最適化を行った。
(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、電子ビームリソグラフィーを併用することで、高規則化が図られることが分かった。
(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InAsがラテラル成長することが分かった。
(3)に関しては、チップと端子間に電圧で描画が制御できることが分かった。
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: "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 MBE growth of InAs"J. Crystal Growth. 227/228. 1049-1052 (2001)
• [Publications] 森下 義隆: "Molecular-beam epitaxy of InAs on GaAs substrates with hole arrays patterned by focused ion beams"J. Crystal Growth. (印刷中).
• [Publications] 佐藤 勝昭: "Photoluminescent properties of polycrystalline solar cells ZnO/CdS/CuInGaSe2 at low temperature"Physics and Techniques of Semiconduct. 35. 1385-1390 (2001)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "EPR and PL Study of Defects in CuGaSe2 Single Crystals Grown by the Travelling Heater Method"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 59-63 (2001)