2013 Fiscal Year Annual Research Report
エピタキシャル成長その場マイクロＸ線回折による単一ナノ構造解析と均一性制御
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22360010
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
高橋 正光 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (00354986)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 放射光X線回折 / 分子線エピタキシー |
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| Research Abstract |
半導体量子構造のエピタキシャル成長において、構造の均一化は重要な課題である。本研究は、単一の量子構造のエピタキシャル成長条件下におけるその場Ｘ線回折をおこなうことにより、同じ成長条件下にありながら、個々のナノ構造間にゆらぎが生じる原因を解明することをねらいとしている。本年度は、放射光ビームラインSPring-8・BL11XUに設置された、分子線エピタキシャル成長その場測定用Ｘ線回折計および同装置マイクロビーム光学系を用いて、以下の研究を実施した。
第一に、ミクロンサイズのピラー状にエッチング加工したシリコン基板上でのガリウムヒ素成長をその場X線回折測定した。ピラー上での成長に特有なひずみや結晶形の発展の様子を明らかにした。
第二に、ガリウム基板上に成長させたインジウムヒ素・ガリウムヒ素混晶薄膜からのその場マイクロX線回折測定をおこない、膜中の単一の転位からのX線回折パターンを成長条件下で測定するとともに、その面内分布を明らかにした。
第三に、シリコン基板上で触媒金属を用いずにインジウム量子細線構造が成長するメカニズムをその場放射光X線回折法により解明した。インジウムヒ素などIII-V族半導体の量子細線では、ウルツ鉱構造と閃亜鉛鉱構造が混在する構造多形が不均一性の原因になっている。成長初期には量子細線の先端にインジウム液滴が存在することをその場測定で明らかにし、インジウム液滴の存在と構造多形の関係を示すことができた。そのほか、量子細線のその場X線回折による金触媒／ガリウムヒ素基板界面の原子構造解析や、インジウムヒ素・ガリウムヒ素混晶量子細線のその場X線回折・小角散乱測定をおこない、構造多形による不均一性の起源を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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