2013 Fiscal Year Research-status Report
有機・無機半導体ヘテロ界面を利用した高密度メモリの実現
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25420299
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
西永 慈郎 早稲田大学, 高等研究所, 准教授 (90454058)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フラーレン / GaAs / 光スイッチ / 量子ドット |
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| Research Abstract |
本研究は優れた制御性を有するMBE法によりフラーレンC60とGaAs結晶のヘテロ界面を作製し、基礎的物性の評価及び新規デバイスへの応用を図ることである。C60 doped GaAs薄膜を作製したところ、結晶欠陥なくC60分子を添加することに成功した。電気的特性より添加されたC60分子はGaAs結晶中にて電子トラップとして機能し、電界及び赤外線照射により、トラップされていた電子が放出されることがわかった。これはC60分子が無機半導体中にてサイズが均一な量子ドットとして機能することを示している。次にAlGaAs/GaAs界面に発生する2次元電子ガス近傍にC60分子を添加し、電気的特性がどのように変調されるかを検証したところ、AlGaAs/GaAs界面から50 nm以上離れたAlGaAsにC60分子を添加することにより、2次元電子ガスの移動度を下げることなく電子濃度を減少させることに成功した。このC60添加HEMTデバイスに赤外光を入射したところ、C60分子にトラップされていた電子が励起され、AlGaAs/GaAs界面に移動し、高移動度のチャネルとして機能することを確認した。この現象は、GaAsの結晶母体を励起することなく、赤外光でC60電子トラップを励起し、高移動度のチャネルを発生させ、抵抗率が大きく変化することを示している。極低温においてHEMT構造に光照射すると、AlGaAs中のDXセンターから電子が励起され、2次元電子ガスを形成し、永年光伝導を示すが、このC60トラップは光照射を止めると再度電子をトラップすることがわかった。この結果は、C60トラップの大きな特徴であり、抵抗率のon/off比が４桁以上、時間応答の早い光スイッチとして応用できることを確認した。今後は、発生した電子の寿命等の測定を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
極低温下における物性の評価が完了した。今後は構造の最適化と共に、常温にてC60量子ドットの物性を評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
発光スペクトルと寿命、および電気的特性の過渡応答について評価し、C60/AlGaAsヘテロ界面の物性評価を行う。また、筑波大学岡田晋教授との共同研究として、ナノカーボン・無機半導体ヘテロ界面に対する理論的解析と、得られた実験結果のモデル化を議論していく。
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