葬-走族化合物量子ドツトの成長過程と基礎物性の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650024
• Research Institution: Okayama University of science
• Principal Investigator: 大石 正和 岡山理科大学, 理学部, 教授 (40068911)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米田 稔 岡山理科大学, 理学部, 助教授 (40240379) ; 斉藤 博 岡山理科大学, 理学部, 教授 (20013526)
• Keywords: OUANTUM DOT / GROWTH MECHANISM / II-VI COMPOUNDS / CdSE / ALLOYING / PHOTOLUMINESCENCE / MOLECULAR BEAM EPITAXY / RHEED

Research Abstract

近年、量子細線、量子ドット等の半導体量子構造は、発光ダイオードやレーザーダイオードなどの光電子素子材料への応用のみならず物理的特性の研究が注目を集め、勢力的に研究が進められている。本研究では、II-VI族化合物のCdSe量子ドットのZnSe上への形成過程を反射高速電子線回折を用いてその場観察し、ドットの発光からドットサイズを研究した.成果の発表状況は以下の通りである
(1)ドットの形成はSK(Stranski-Krastanov)モードで行なわれるが、3ML-CdSe層が形成された後,最後に積まれた1ML-CdSe層のみがドットに移行する。すなわち、2ML-CdSe層上に3次元量子ドットは直接成長せず、一旦形成された1ML-CdSe層がドットに変る過程を経て成長する。
(2)2ML-CdSe以下の供給でも、SKモード以外の機構で形成されるドットが存在する。これは、分子線の交互供給では、理想的な原子層成長が実現せず、過剰なSe分子の物理吸着がある。この過剰Se分子が原因で局所的に3ML厚以上のCdSe層が形成され、SKモードでドットが生じるためと考えられる。なお、この過程は鏡面反射点強度からは判定が困難であった。
(1), (2)はM. Ohishi, et al., Journal of Crystal Growth, 214/215 (2000) 690-693で発表
(3)CdSeドットとZnSeバッファー層とキャップ層との混晶化を確認した。
M.Ohishi, et al., Japan Journal of Applied Physics, 39 (2000) 4584-4587 およびM.Ohishi et al., Journal of Crystal Growth (2002:印猿中)で発表
(4)基板の微傾斜角と傾斜方位によってCdSeドット形成が影響されることを見い出した。この結果はCdSeドット形成機構のより詳細な究明に有効である(未発表)

Research Products

• [Publications] Masakazu Ohishi: "Alloying of CdSe/ZnSe quantum dots structure grown by an alternate molecular beam supply"Journal of Crystal Growth. (in iress). (2002)
• [Publications] Masakazu Ohishi: "Growth Interruption Effect on the Formation of CdSe/ZnSe Quantum Dots"Japan Journal of Applied Physics. 39. 4584-4587 (2000)
• [Publications] Masakazu Ohishi: "In-situ RHEED) study of CdSe/ZnSe quantum dots formation during alternate beam supply and photoluminescence properties"Journal of Crystal Growth. 214/215. 690-693 (2000)