| 研究課題/領域番号 |
16K04962
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
薄膜・表面界面物性
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
伊藤 智徳 三重大学, 工学研究科, 教授 (80314136)
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| 研究分担者 |
秋山 亨 三重大学, 工学研究科, 准教授 (40362363)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 半導体量子ドット形成 / ヘテロエピタキシャル成長 / ぬれ層表面構造 / ひずみ緩和 / 格子不整合転位 / 成長様式 / 計算科学 / 半導体ヘテロエピタキシャル成長 / ぬれ層 / 量子ドット / 成長機構 / 表面・界面物性 |
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| 研究成果の概要 |
本研究において，InAs/GaAs系における量子ドット形成においては，(001)に見られる界面転位形成エネルギーEdが大きいこと，(110)に見られる界面で他のひずみ緩和機構の導入によるγの減少が重要であることを見いだした。このEdの大小は表面再構成構造と密接に関連しており，(001)においては表面ダイマーによる表面ひずみ緩和の困難さが大きなEdをもたらす一方，(111)AにおけるIn空孔が表面ひずみの緩和に寄与した結果，Edを減少させることを明らかにした。これらの新知見は，さまざまな格子不整合系における成長様式を，微視的，巨視的観点から系統的に理解する上で有用である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スマートフォンやLEDに用いられている半導体材料は，情報・環境分野における次世代デバイス開発においても重要な役割を果たすことが期待されている。特に半導体薄膜成長により形成される量子ドット（直径20 nm程度のナノ構造）は，発光デバイスのみならず量子情報通信技術に不可欠な単一光子発生源用材料としても注目されている。本研究ではInAs/GaAs系を対象に，半導体薄膜成長過程での量子ドット形成機構を検討し，界面転位形成のエネルギーEdと表面形成のエネルギーγが量子ドット形成の支配因子であることを明らかにした。この新知見は，さまざまな材料系での量子ドット形成に有用な指針をあたえるものである。
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