2009 Fiscal Year Annual Research Report
量子ドットを用いたナノスケール空間分解能を有する歪測定法の開発
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20560066
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
荒居 善雄 Saitama University, 理工学研究科, 教授 (70175959)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾笹 一成 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (10231234)
荒木 稚子 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40359691)
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| Keywords | 半導体量子ドット / ナノスケール歪測定 / ナノスケール押込み / 歪ハミルトニアン / 発光強度 |
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| Research Abstract |
量子ドットの発光特性を利用したナノスケール歪分布解析法を開発するために、量子ドットの発光状態(発光波長および発光強度)と圧子押し込み位置の関係に及ぼす開口部形状の影響の解明に関する研究を行った。材料は、量子ドットの形成可能性と、半導体デバイスへの適用性を考慮して、GaAs,InGaAs単結晶を用いた。試験片表面は鏡面研磨した後、化学研磨を施した。量子ドットは表面直下50nmに底面長約20nm、高さ約8nmのピラミッド形状で形成した。圧子先端形状として、平面形状と円筒形状を取り上げ、同一位置における単調圧子押し込み発光測定試験を実施した。ナノスケール領域の圧子押し込み状態における歪の変化に対する発光状態の変化の測定分解能を調べるために、さらに、水平方向に圧子押し込み位置をサブナノメートル単位で制御し、所定の荷重一定の圧子押し込み試験を実施すると同時に、発光特性を測定した。圧子押し込み荷重を測定し、平面形状と円筒形状の圧子によって生じた歪を評価した。圧子押し込み荷重の増加に伴う発光強度の増加と減少および発光停止現象に着目し、ガンマバンドとXバンドの歪によるエネルギー変化を解析することにより、発光停止のメカニズムを解明した。基本的歪状態(一軸、単純せん断、静水圧等)における発光の増強・停止現象を定量的にモデル化する手法を開発し、逆解析法を利用した押し込み発光試験による歪測定法について検討した。
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