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2008 Fiscal Year Annual Research Report

量子ドットと量子細線を結合させた素子構造の形成法開拓と光伝導機能探索

Research Project

Project/Area Number 20360163
Research InstitutionToyota Technological Institute

Principal Investigator

榊 裕之  Toyota Technological Institute, 工学部, 教授 (90013226)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大森 雅登  豊田工業大学, 工学部, PD研究員 (70454444)
Keywords量子デバイス / 量子ドット / 量子細線 / 1次元電子 / 光伝導 / 光検出器
Research Abstract

本年は、まず、GaAs(111)B表面に自然に形成される周期20nm程の多段原子ステップに沿って多重結合InGaAs細線構造を分子線エピタキシーの手法で作り、これを伝導路とするFET素子を形成し、電子の伝導特性を線に平行と直交方向について調べた。この結果、ゲート電圧を閾値近傍に設定すると、低温では線を横切る運動が抑制され、量子細線的な振舞いを示し、1次元的な電子伝導となること見出した。今後は、1次元性が高い温度まで保持できる条件を探る。
続いて、(111)B面上で形成が可能な量子ドットの形成法として、液滴エピタキシー法を検討し、GaAs系のドットの他にGaSb系やInAs系のドットの形成を可能とした。特に、液滴の堆積量やその後の、V族分子線への照射条件により、ドットの構造がどのように変化するかなどを明らかにした。また、得られたドット構造に対し、その蛍光特性を詳しく調べ、ドットの周辺にキャリアを発生させた時、それらがドットにどのように補足されるかを明らかにした。特に、光励起で生じた電子・正孔対を、拡散過程あるいは、電界の作用によるドリフトによって結晶内を移動させ、最終的に、ドットに流入する状況を制御し、電子の捕捉を高効率化する条件を明らかにした。
以上の知見を基にして、量子細線型の伝導路の近傍に量子ドットを形成した素子構造に関する設計と物性予測を進め、光照射効果により、細線型伝導路のコンダクタンスが顕著に変化させるための条件を示してきた。今後は、これらの素子の試作を進め、光伝導機能の実証と特性の評価と改善を進め、光検出素子応用の道を拓く。

  • Research Products

    (14 results)

All 2009 2008

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Growth of GaSb dots on GaAs (100) by droplet epitaxy2009

    • Author(s)
      Takuya Kawazu
    • Journal Title

      Physica status Solidi (b)246, No. 4

      Pages: 733-735

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical properties of GaSb/GaAs type-II quantum dots grown by droplet epitaxy2009

    • Author(s)
      Takuya Kawazu
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 94

      Pages: 81911

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spontaneous formation of a cluster of InAs dots along a ring-like zone on GaAs (100)by droplet epitaxy2009

    • Author(s)
      Takeshi Noda
    • Journal Title

      J. Crystal Growth 311

      Pages: 1836-1838

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic transport of electrons and holes in thin GaAs/AlAsquantum wells grown on(311)A GaAs substrates2008

    • Author(s)
      Takeshi Noda
    • Journal Title

      Physica E Vol. 40

      Pages: 2116-2118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetocapacitance measurement of selectively doped n-AlGaAs/GaAs heterojunction with InGaAs quantum dots2008

    • Author(s)
      Takuya Kawazu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Part 1, Vol. 47, (5), pt. 1

      Pages: 3763-3765

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magneto-capacitance study of an n-AlGaAs/GaAs heterojunction supporting a sizable dc current2008

    • Author(s)
      Takuya Kawazu
    • Journal Title

      Physica Status Solidi (c) 5, No. 9

      Pages: 2879-2881

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of Ultra-low Density (〓 10^4 cm^<-2>) Self-Organized InAsQuantum Dots on GaAs by a Modified Molecular Beam Epitaxy Method2008

    • Author(s)
      Masato Ohmori
    • Journal Title

      Applied Physics Express Vol. 1

      Pages: 061202-1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron scatterings, in selectively doped n-AlGaAs/GaAsheterojunctions with high density self-assembled InAlAs antidots2008

    • Author(s)
      Takuya Kawazu
    • Journal Title

      Applied Physics Letters Vol. 93

      Pages: 132116-1-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 半導体ナノ構造による電子の量子制御と先端素子応用の探索2009

    • Author(s)
      榊 裕之
    • Organizer
      第9回応用物理学会業績賞記念講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] Optical properties of GaSb/GaAs type-II dots by droplet epitaxy2008

    • Author(s)
      Takuya Kawazu
    • Organizer
      2008 International Conference on SOLID STATE DEVICES AND MATERIALS (SSDM2008)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] 量子ドットをコア部に入れたフォトニック・バンドギャップ・ファイバでのレーザ発振2008

    • Author(s)
      大森雅登
    • Organizer
      2008年秋季 第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] 液滴エピタキシー法によるInAsドット群の自己形成と光学特性2008

    • Author(s)
      野田武司
    • Organizer
      2008年秋季 第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
  • [Presentation] 液滴エピタキシー法によるGaSb/GaAs タイプII量子ドットの光学特性2008

    • Author(s)
      川津琢也
    • Organizer
      2008年秋季 第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
  • [Presentation] Anisotropic transport of electrons in a novel FET channel with chains of InGaAs nano-islands embedded along quasi-periodic multi-atomic steps on vicinal (lll)B GaAs2008

    • Author(s)
      Yoshihiro Akiyama
    • Organizer
      29th International Conference on the Physics of Semiconductors
    • Place of Presentation
      Rio de Janeiro, Brazil
    • Year and Date
      2008-07-29

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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