2015 Fiscal Year Annual Research Report
可視光励起光電子分光法による伝導バンド構造の定量評価
| Project/Area Number |
15K13349
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
宇治原 徹 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60312641)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | バンド構造 / 光電子分光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
多くの電子デバイスでは、伝導帯に励起した電子の挙動によってそのデバイス特性が決定されるため、伝導電子について調べることは非常に重要である。そこで、我々は新しい光電子分光法である「可視光励起光電子分光(VPS)法」を開発した。VPS法は伝導帯中の伝導電子を直接分光する画期的な手法である。通常、物質中の伝導電子のエネルギー準位は真空準位より低いため、伝導電子は真空へ脱出できない。VPS法では、負の電子親和性(NEA)表面を利用することで、伝導電子を真空へ取り出す。この電子をエネルギー分光することで、伝導電子の伝導帯中の挙動を知ることができる。今回は、InGaAs/GaAsP超格子の測定を行った。
InGaAs/GaAsP量子井戸超格子構造はMOVPE法により作製した。半絶縁性GaAs(001)基板上に100 nmのGaAsバッファ層を成長し、その上に4.2 nmのIn0.16Ga0.84As井戸層と2.6 nmの GaAs0.83P0.17障壁層を20周期成長した。各層にはZnを1.2×10^19 cm-3ドープした。Kronig-Penny modelおよびmodel solid理論によって超格子試料のバンド構造を計算した。超格子試料は加熱により酸化膜を除去し、室温においてYo-Yo法によりNEA表面を形成した。その後、超格子試料の[110]方向に対してVPS測定を行った。励起光源には、996 nm, 865 nm, 660 nm のレーザー光を用い、試料にー80 Vのバイアスを印加しながら測定した。
その結果、VPS法を用いて、超格子試料の伝導帯ミニバンド中の電子のエネルギー分布を明らかにした。
|
