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間接型半導体の量子マイクロ構造による光学遷移制御

研究課題

研究課題/領域番号 06452103
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東京大学

研究代表者

白木 靖寛  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00206286)

研究分担者 深津 晋  東京大学, 教養学部, 助教授 (60199164)
宇佐美 徳隆  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (20262107)
長田 俊人  東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (00192526)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1995年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1994年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードシリコンゲルマニウム / 量子井戸 / 量子細線 / 量子ドット / 隣接閉じ込め構造 / 間接遷移型半導体 / 超格子
研究概要

本研究では、次世代の高機能半導体集積回路として期待される、光電子集積回路の実現に大きく寄与すると予想される、良質な光学特性を有するシリコン系超構造半導体の開発に取り組んだ。その結果、Si/pure-Ce/Si量子井戸において成長様式と光学特性に強い相関があることが明らかになった。Geの量変化に対する2次元量子井戸の発光ピークの変化(量子閉じ込め効果)、島に付随した発光帯の出現、の両者を観測することにより、島状成長の臨界膜厚は3.7MLと求められた。島からの発光にも量子閉じ込め効果が観測され、量子ドット的な性格を持つことがわかった。また、室温においても量子ドットからの発光が観測された。1.0ML以下のGe層の光学特性について詳細に調べたところ、成長方向への厚みは一定であるにも関わらずエネルギーシフト(量子閉じ込め効果)が観測された。これはステップ端に集まったGe細線の幅の変化によるもの、即ち面内量子閉じ込め効果であることがわかった。Geの量が0.37ML以上下の試料に関して励起子分子の形勢、状態密度の増加が見られた。これらはGe量子細線の形成によるものと考えられる。また、成長様式の変化によって生じた島が、周囲の構造に歪みを印加しポテンシャル変調を引き起こすこともわかった。また、隣接閉じ込め構造という、電子と正孔を空間的に分離して閉じ込める新しい量子構造を提案し、SiGe系およびAlGaP系において飛躍的に発光効率を向上させることを示した。特にSiGe系においてはフォノンを介在しない発光が選択的に強くなり、今後の発光デバイスへの応用は期待できる。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] H. Sunamura: "Photoluminescence investigation on growth mode changeover of Ge on (100)" Journal of Crystal Growth. 157. 265-269 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Sunamura: "Island formation during growth of Ge on Si(100) : A study using photoluminescnece spectroscopy" Applied Physics Letters. 66. 3024-3026 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Usami: "Enhancement of radiative recombination in Si-based quantum wells with neighboring confinement structure" Applied Physics Letters. 67. 524-526 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Usami: "Dynamics of exciton diffusion in SiGe quantum wells on a V-groove patterned Si substratc" Physical Review. B52. 5132-5135 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Issiki: "Efficient luminescence form AlP/Gap ncighboring confinement structure with A1GaP barrier layers" Applied Physics Letters. 67. 1048-1050 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Miyashita: "Incorporation kinetics of rarc-carth elements in Si during molccular bcam cpitaxy" Applied Physics Letters. 67. 235-237 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sunamura: "Photoluminescence investigation on growth mode changeover of Ge on (100)" Journal of Crystal Growth. 157. 265-269 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sunamura: "Island formation during growth of Ge on Si (100) : A study using photoluminescnece spectroscopy" Applied Physics Letters. 66. 3024-3026 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Usami: "Enhancement of radiative recombination in Si-based quantum wells with neighboring confinement structure" Applied Physics Letters. 67. 524-526 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Usami: "Dynamics of exciton diffusion in SiGe quantum wells on a V-groove patterned Si substrate" Physical Review. B52. 5132-5135 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Issiki: "Efficient luminescence form AlP/GaP neighboring confinement structure with AlGaP barrier layrs" Applied Physics Letters. 67. 1048-1050 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyashita: "Incorporation kinetics of rare-earth elements in Si during molecular beam epitaxy" Applied Physics Letters. 67. 235-237 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sunamura: "Photoluminescence investigation on growth mode changeover of Ge on (100)" Journal of Crystal Growth. 157. 265-269 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sunamura: "Island formation during growth of Ge on Si (100) : A study using photoluminescnece spectroscopy" Applied Physics Letters. 66. 3024-3026 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.Usami: "Enhancement of radiative recombination in Si-based quantum wells with neighboring confinement structure" Applied Physics Letters. 67. 524-526 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.Usami: "Dynamics of exciton diffusion in SiGe quantum wells on a V-groove patterned Si substrate" Physical Review. B52. 5132-5135 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] F.Issiki: "Efficient luminescence form AIP/GaP neighboring confinement structure with AlGaP barrier layers" Applied Physics Letters. 67. 1048-1050 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Miyashita: "Incorporation kinetics of rare-earth elements in Si during molecular beam epitaxy" Applied Physics Letters. 67. 235-237 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fukatsu: "Room temperature photoluminescence in strained-SiGe/Si quantum wells" J.of Vac.Sci.Technolo.B12. 1160-1162 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fukatsu: "Time-of-flight measurement of carrier transport and carrier collection in strained SiGe/Si quantum wells" J.of Vac.Sci.Technolo.B12. 1156-1159 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sunamura: "Optical detection of interdiffusion in strained SiGe/Si quantum well structures" Jpn.J.Appl.Phys.33. 2344-2347 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] N.Usami: "Fabrication of SiGe/Si quantum wire structures on a V-groove patterned Si substrate by gas-source Si molecular beam epitaxy" Solid-State Electronics,. 37. 539-541 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] N.Usami: "Strain-induced lateral band gap modulation in SiGe/Si quantum well and quantum wire structures" Journal of Crystal Growth. (発表予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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