2007 Fiscal Year Annual Research Report
シリコン結晶中への多元素質量δドーピング層の実現と量子情報処理への応用
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19206003
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
三木 一司 National Institute for Materials Science, ナノ有機センター, グループリーダー (30354335)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日塔 光一 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ有機センター, 研究員 (20421414)
坂本 邦博 産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主幹研究員 (50357109)
深津 晋 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (60199164)
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| Keywords | 結晶工学 / 結晶成長 / 半導体物性 / 量子コンピュータ / MBE・エピタキシャル成長 |
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| Research Abstract |
今日の社会では情報通信の革新のために、交通制御などを扱うような複雑な問題を処理する情報技術や、個人情報が完全に保護する通信技術が必要とされており、このような情報処理通信技術の実現には量子情報科学の活用が不可欠である。「量子情報技術では、量子ビットと呼ばれる情報の担い手になる物理系が必要となる。本研究は、この物理系として異種原子を5-10nmの間隔で隣接配置した構造をエピタキシャル成長技術で実現するものである。
平成19年度は、2元素重畳δドーピングの研究を、(1)シリコン系分子線エピタキシー装置を利用した結晶成長技術の研究、(2)重畳δドーピング層中の複数ドーパントを光学的・電気的活性化を行う研究、の2つを行った。この研究により、7-10nm程度の間隔を持ったBi-Er-Biの隣接構造が形成する2元素重畳δドーピング技術の基盤施術が実現する。(1)結晶成長技術:シリコン分子線エピタキシー法により、ビスマス原子細線を形成したシリコン基板表面上にシリコンをエピタキシャル成長すると、δドーピングが実現できる。本研究項目では、ビスマスδドープ層の一部ビスマス原子をエルビウム原子に置換する事前プロセスとして追加した。原子半径が小さなエルビウムがビスマス原子と置換して格子歪が低減でき、置換は実現し、エルビウムとビスマスの二元素による重畳δドーピング技術が実現した。(2)重畳δドーピング層中の複数ドーパントを光学的・電気的活性化を行う研究:重畳δドーピング層(エルビウムとビスマスの二元素)を光学的・電気的に活性化するアニール処理技術について研究を行った。フォトルミネッセンス測定で二元素共に活性化できる条件を見出した。但し、単独のδドーピング層の場合に比較すると最善とは言えない。次年度は条件最適化を模索する必要がある。
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