| 研究課題/領域番号 |
10640298
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
中山 隆史 千葉大学, 理学部, 教授 (70189075)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1999年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1998年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 第一原理計算 / 結晶成長シミュレーション / ヘテロバレント界面 / アンチサイト / 空孔欠陥 / 積層欠陥 / 電子状態 / 光学異方性 / モンテカルロシミュレーション / 反射率差スペクトル / 層状酸化 / エッチング / ダイクロライド / 結晶成長 / ダイマー / 空孔 / 価電子不整 / バンドベンティング / 空孔配列 / ヘテロエピ成長 / 初期成長層 / (110)表面・界面 / ダングリングボンド / 光学スペクトル |
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| 研究概要 |
ヘテロバレントな空孔構造界面層の成長ダイナミクスと電子論的特徴を、第一原理計算と結晶成長シミュレーションを併用して解明した。
1.結晶成長シミュレーション開発:原子の4配位性・表面ダイマー形成・不整電荷のボンド間移動・原子の広域拡散・歪効果を第一原理計算に基づき取り入れた、局所平衡な結晶成長のヘテロエピ・モンテカルロ法を開発した。 2.ZnSe/GaAs(110),(001)界面:(110)非極性界面では、不整電荷効果が緩和され急唆な界面が形成される。一方(001)界面では、(1)ZnとSeの同時供給はSeのアンチサイト吸着と同時に空孔欠陥や積層欠陥を引き起こす、(2)Znの初期供給はアンチサイトを消滅させる、(3)Seの初期供給はAsの蒸発と乱雑表面のGaSe層を形成する等を示した。これらは全てGaAs・ZnSe間の不整電荷が起源であり、実験を説明した。さらに反射率差スペクトルを実験と比較し、界面成長と構造の妥当性を示した。 3.ZnO/GaN(0001)成長界面の電子状態:第一原理計算から、界面Ga-Oボンドの過剰電子は、初期には表面へ移動しバンドベンディング(100meV/Å)・成長促進に寄与するが、その後界面に局在し成長速度を変化させないこと、界面はタイプII(1.6eV)であることを解明した。 4.空孔化合物バルクの電子物性:空孔面層状In_2Se_3は歪緩和させるためにウルツ鉱構造で(111)方向へ3倍周期(ACBACB)に成長する、吸収端に大きな光学異方性が現れる、多元なCd_1Ga_2Se_4等では空孔秩序の変化に伴う電子の閉込めでギャップが1eVほど変化する、空孔秩序はラマンスペクトルの異方性を引き起こす等を示した。 5.他の界面:GaAs(001)基板上のInAs表面ぬれ層では歪緩和のためにカチオン原子が混晶化する、SiO_2/Siの層状酸化過程では界面の反射率差スペクトルが振動する、Si(111)表面のClは1eV以下の障壁で拡散しSiCl_2分子を解離しエッチングする等を明らかにした。
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