2023 Fiscal Year Annual Research Report
自己触媒成長技術によるシリコン基板上新規ナノワイヤ構造・レーザーデバイスの創出
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21H01834
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
章 国強 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (90402247)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
俵 毅彦 日本大学, 工学部, 教授 (40393798)
日比野 浩樹 関西学院大学, 工学部, 教授 (60393740)
徐 学俊 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (80593334)
滝口 雅人 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, ナノフォトニクスセンタ, 主任研究員 (90728205)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 半導体 / ナノワイヤ / 歪緩和 / 積層欠陥 / InP / InAs |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の自己触媒法InP/InAs/InP軸方向ヘテロ構造ナノワイヤは、直径1μｍ超・3.2％の高い格子不整合にもかかわらず、コヒーレントな界面を保っていることが解明してきた。しかし、これは今までの理論では考えられない結果であり、界面特性・格子変形機構を完全に解明する必要がある。2023年2月中旬頃、関西学院大の日比野先生などとSPring-8放射光施設で三日間の測定を行い、ナノワイヤの構造特性をより深く認識できた。これを踏まえて、2023年度新しいナノワイヤヘテロ試料（異なるInAs活性層厚さを持つ）を作製し、TEMを用いて、実空間でナノワイヤ格子変形機構解明研究を試みた。結果として、ナノワイヤヘテロ界面の中心側の格子が成長方向の変形がほとんどないが、界面の側表面近くの格子がかなり大きく変形することが明瞭に観察された。更に、InAs活性層が薄くなると、それらの違いが小さくなっていると見出した。これらの結果はナノワイヤ構造が歪に強い謎のポイントだと考えられる。
自己触媒法InP/InAsナノワイヤ通信波長帯発光ダイオードデバイスは漏電流が大きい課題が残されている。今年度、ナノワイヤの構造と成長メカニズムをより一層深く理解でき、漏電流の原因解明に繋がった。PV cellとして良い光電変換デバイス特性にも繋がった。これらの成果をOptics Continumに発表された。
InPなどの化合物半導体ナノワイヤでは、ほとんど(111)Bの成長方位であり、積層欠陥が入りやすい現状がある。高品質ナノワイヤ構造実現に向けて、積層欠陥なくす制御技術を確立する必要がある。今年度(111)A方位を持つInPナノワイヤ配列技術を確立でき、積層欠陥が大幅に減少したことも確認できた。これらの結果を2023年秋応用物理講演会に発表した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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