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選択成長を利用した半導体量子ドットの作製と物性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 04452165
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子材料工学
研究機関北海道大学

研究代表者

福井 孝志  北海道大学, 量子界面エレクトロニクス研究センター, 教授 (30240641)

研究分担者 赤沢 正道  北海道大学, 工学部・電気工学科, 助手 (30212400)
本久 順一  北海道大学, 量子界面エレクトロニクス研究センター, 講師 (60212263)
長谷川 英機  北海道大学, 工学部・電気工学科, 教授 (60001781)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1993年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1992年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワード半導体 / 結晶成長 / 量子ドット
研究概要

量子ドット構造を作製するための基礎実験として、SiO_2マスクパターンを施した(001)GaAs基板上に、結晶学的に4回対称の{001}ファセットに囲まれた量子細線・量子箱の作製を目標とし、有機金属気相成長法を用いてGaAs及びAlGaAsの選択成長を行った。SiO_2膜はウェットケミカルエッチングではく離した。パターンサイズは2ionである。GaAsの成長では良好なピラミッド構造が得られたが、形状は結晶成長条件に強く依存することが明らかとなった。まず成長温度に対しては700℃以上ではSiO_2マスク部に多結晶の析出が見られないが、650℃と比較的低温ではSiO_2上での原料原子の拡散距離が短いため、多結晶が析出することが明らかとなった。また、ファセット形状はV族原料であるAsの分圧にも強く依存し、As圧の低い条件(V/III=10)では、側面に(110)面が現れず、形状が大きくくずれた。またいずれの条件においても上面(001)にくぼみが見られ、量子ドット作製の際には悪影響を及ぼす可能性があり、原因と解決策を検討中である。さらに次のステップとして、AlGaAsの成長を試みた。原料AlはSiO_2膜上では拡散距離が短いため成長条件によらずSiO_2上に多結晶が析出する傾向があることが明らかとなった。最終目標である量子ドットを作製するためには、GaAs/AlGaAsヘテロ構造の選択成長が不可欠であるため、AlGaAsの良好なファセット形成条件を検討した。さらに、結晶成長条件を変えて、形状をSEMで評価し結晶成長速度の膜厚依存性を明らかにし、またピラミッド構造の頂点部分に量子井戸構造を作製し、その光学的特性を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Takashi Fukui: "GaAs Tetrohedral Quantum Dots Grown by Selective Area MOCVD" Superlattices and Microstructures. 12. 141-144 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "MOCVD Methods for Fabricating GaAs Quantum Wires and Quantum Dots" Journal of Crystal Growth. 124. 493-496 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福井孝志: "選択成長を利用した量子細線・量子箱の作製(解説)" 応用物理. 61. 141-144 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "GaAs Tetrahedral Quantum Dot Structures Fabricated Using Selective Area MOCVD" Surface Science. 267. 236-240 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "GaAs Tetrahedral Quantum Dots Grown by Selective area MOCVD" Superlattices and Microstructures. 12. pp.141-144 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fukui: "MOCVD Methods for Fabricating GaAs Quantum Wires and Quantum Dots" Journal of Crystal Growth. 124. pp.493-496 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fukui: "GaAs Tetrahedral Quantum Dot Structures Fabricated Using Selective Area MOCVD" Surface Science. 267. pp.236-240 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "GaAs Tetrahedral Quantum Dots Grown by Selective area MOCVD" Superlattices and Microstructures. 12. 141-144 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "MOCVD Methods for Fabricating GaAs Quantum Wires and Quantum Dots" Journal of Crystal Growth. 124. 493-496 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 福井孝志: "選択成長を利用した量子細線・量子箱の作製(解説)" 応用物理. 61. 141-144 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "GaAs Tetrahedral Quantum Dots Structures Fabricated Using Selective Area MOCVD" Surface Science. 267. 236-240 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Fukui: "GaAs Tetrahedral Quantum Dots Groun by Selective area MOCVD" Super lattices and Microstructures. 12. 141-144 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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