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Ge/Si(001)表面上超高集積1次元量子井戸列のシュタルクラダーの実現

研究課題

研究課題/領域番号 17656013
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

平山 博之  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (60271582)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2007年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード表面 / 原子鎖 / 1次元量子井戸構造 / 集積化 / 走査トンネル顕微鏡 / シリコン / ゲルマニウム / 1次元量子井戸 / シュタルク効果 / 量子井戸 / 超高集積 / シュタルクラダー
研究概要

Si(001)基板上へのGe蒸着により得られるGe/Si(001)表面では、0.76nm間隔で並んだ{110}方向に伸びる1次元ダイマー列が、Ge/Si格子不整合によりダイマー列に直交方向に発生したダイマー欠損列(DVL)によってほぼ等間隔(3nm間隔)に区切られる。この結果a)表面ダイマー列上の1次元D_<down>*自由伝導電子系はDVLにおけるポテンシャル障壁によって、DVLに挟まれた1次元ダイマー列セグメント中に閉じ込められ量子化され、b)表面上にはこの1次元量子井戸がダイマー列方向に3nm間隔、ダイマー列と垂直方向に0.76nm間隔でびっちり並んだ超高集積1次元ナノ量子井戸配列が現れることが予想される。
本年度は、Si(001)基板表面上に成長するGe薄膜の膜厚を1-2原子層の範囲で制御し、DVLによって囲まれる1次元量子鎖の長さを変化させ、これらに対して0.9?2.0eVまでの範囲でSTMと同時にDi/dV像を計測し、エネルギーの低下に伴いn=3→n=2→n=1の量子状態に電子空間分布が連続的に変化する様子を捉えた。またこの量子状態変化のエネルギーおよび1次元量子鎖長さの依存性に対する詳細な検討を行い、隣り合った量子井戸間の相互作用や、DVLにおける閉じ込めポテンシャルの形状と高さ、および量子鎖内での散乱に伴う電子寿命について数値的な検討を行った。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Densely Assembled Quantum Wells on Ge/Si (001) Heterepitaxial Surface2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Oikawa, & H. Hirayama
    • 学会等名
      3rd International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Nano-Materials Research Toward Applications Chapter 7 "Size Control of Nanostructures by Quantum Confinement" (eds. H. Hosono & Y. Mishima)2006

    • 著者名/発表者名
      H.Hirayama
    • 総ページ数
      458
    • 出版者
      Elsevier Science Publisher
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.materia.titech.ac.jp/~hirayama/2006hirayamalabHP/index.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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