高規則性GaAsナノホールアレイの作製・評価と応用

2002 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, 助教授 (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ヵム孔の作製、(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150nm)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とドライエッチングによってあらかじめホールの形成位置を制御することで、さらに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(約80nm)のそろったハニカム孔を有するGaAs基板を用いることで、1つの孔に1つのInAs量子ドット(サイズ:約40nm)を成長することに成功し、フォトルミネッセンススペクトルの測定の結果、ドットからの発光が見られた。
(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: "Molecular-beam epitaxy of InAs on GaAs substrates with hole arrays patterned by focused ion beams"J.Crystal Growth. 237-239. 1291-1295 (2002)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "Magnetically induced second harmonic generation as a tool for the studies of surface magnetism"J.Magn.Magn.Mater.. 239. 351-355 (2002)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "The magneto-optical Kerr effects in metallic superlattices fabricated by monoatomic layer control-Comparison between experiments and first-principle experiments"J.Magn.Magn.Mater.. 239. 255-260 (2002)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "Magneto-optical and Reflectivity Studies in SrTiO_3"Trans.Magn.Soc.Jpn.. 2. 167-170 (2002)
• [Publications] 石橋 隆幸: "Polaronic quasiparticle injection in organic copper (II) phthalocyanine/Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+delta> tunnel junction"Appl.Phys.Letters. 80. 2526-2528 (2002)
• [Publications] 石橋 隆幸: "Crystal Growth of BiSrCaCuO Thin Films on Submicron-size Step Structures"J.Crystal Growth. 237-239. 762-766 (2002)