2007 Fiscal Year Annual Research Report
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18510101
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大竹 晃浩 National Institute for Materials Science, 量子ドットセンター, 主幹研究員 (10343873)
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| Keywords | 自己組織化 / 量子ドット / 走査トンネル顕微鏡 / ガリウム砒素 / 液滴エピタキシー |
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| Research Abstract |
本研究では、既存の微細加工技術に頼ることなく、表面の自己組織化現象を利用してGaAs、InAs等の化合物半導体系量子ドットを二次元的に配列させることを目的としている。昨年度までに、GaAs(111)A基板上に層状に成長させた5原子層程度のInAs薄膜の表面に形成された転位網(7.1%の格子不整合を緩和するために、<211>方向に平行な完全転位と<110>方向に平行な部分転位が三回対称性を持って形成される)を利用して、量子ドットの二次元配列の方法を探索してきた。転位網を持つ表面上に、適切な条件下でGa分子線を単独で照射することにより、Gaの液滴が周期的に配列することが明らかとなった。このような周期配列はGaAs(111)A表面上に直接Gaを蒸着した場合には実現されなかった。さらにGa液滴にAsの分子線を照射することのよってGaAsの結晶島の形成にも成功した。Ga液滴およびGaAs結晶島の形成位置は転位と転位の間であり、この領域は圧縮歪みを受けている場所であることが明らかとなった。以上より、表面の歪みがナノ構造の核形成に大きな役割を果たすことが示唆される。
Gaの液滴およびGaAs結晶の間隔は約80NÅである。この間隔を制御することをねらいとして、In_xGa_<1-x>As/GaAsテンプレートの作製を試みた。ステップ上側ではミスフィット転位網が観測されたものの、下側では観測されなかった。また、上側で観測された転位網の間隔はInAs/GaAs系で見られた値とほぼ同じであった。ステップ端では歪み緩和が起こりやすいため、ステップ上側の領域ではln濃度が高くなりInAs/GaAsと同様の歪み緩和が起こり、歪み緩和が起こりにくい下側ではIn濃度が低くなったものと考えられる。この二相分離を防ぐことが今後の課題である。
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Research Products
(1 results)
