超高圧低温下における化合物半導体の光物性の研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01604028
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 箕村 茂 岡山理科大学, 理学部, 教授 (30013460)
• 研究分担者: 財部 健一 岡山理科大学, 理学部, 講師 (50122388) ; 若村 国夫 岡山理科大学, 理学部, 助教授 (10098600) ; 中原 純一郎 北海道大学, 理学部, 助教授 (30013527)
• キーワード: 超高圧低音 / ZnSe / カリコパイライ / CdMnTe / GaN / 格子欠陥 / 格子振動 / 不純物準位

研究概要

1)ZnSeの作成と格子欠陥の評価 MOCVD法により300〜350℃下のGaAs基板上にZnSe膜を成長させた。X線回折、RHEED、PLの測定から、着成膜の格子欠陥の評価を行った。ピストン・シリンダ装置を用いて、超高圧(0〜1.5Gpa)、低温(77〜300k)下のInド-プZnSeにおけるICTSシグナルを測定し、深い不純物準位に関する電子放出速度、活性エネルギ-、活性化体積、捕獲断面積に及ぼす圧力効果を決定した。
2)カルコパイライトの光電子分光とラマン散乱の測定 CuInX_2(X=S、SeTe)におけるXPS、UPS、VUV反射スペクトルの測定から、Cu3d電子とX原子のP電子の結合状態に起因する価電子バンドと反結合状態に起因する伝動バンドが明らかにされた。CuInS_2ーCuGaS_2、CuGaS_2ーCuAlS_2、AgGaS_2ーAgGaSe_2系の混晶におけるA_1モ-ドのラマン振動数と半値幅に及ぼす組成と圧力による効果を測定した。ラマン振動数の組成依存性は、1モ-ドの振舞を示し、仮想結晶模型から大きなずれを示している。圧力増加に従ってラマン振動数は、高振動数側への移行を示す。
3)CdMnTeのフォトルミネッセンスの測定 超高圧低温下のCdMnTeにおけるPLの測定から、励起子発光ピ-クに対し6.3〜8.1mev/kbarの高エネルギ-側への圧力によるシフトを明らかにし、またMn^<2+>のdーd遷移発光ピ-クに対し-5.7mev/kbarの低エネルギ-側へのシフトを決定した。
4)GaNのラマン散乱の測定 MOCVD法によりAl_2O_3基板上に折出させたGaN膜における偏光ラマンスペクトルに及ぼす膜厚と圧力による効果を測定した。ヘテロ界面における格子不整合により、Al_2O_3基板ab面内では収縮し格子定数が小さくなり、一方C軸方向には伸びて格子定数が大きくなる。このような正方晶格子歪が、膜厚の増大とともに緩和され正方晶型に近づく。568cm^<-1>におけるラマン活性ピ-クは、圧力増加に従って高振動数側へのシフトを示し、また膜厚減少と同様である。

研究成果

• [文献書誌] K.Takarabe,K.Kawai,S.Minomura,M.Taniguchi: "Photoemission and Relectance Spectra of CuInX_2" Proc.Intnational Conf.on Physics of Semiconductors. 19. 945-948 (1988)
• [文献書誌] J.Nakahara,S.Minomura,H.Kukinoto: "Localized State in Al_<1ーX>Ga_XAs under High Pressure" Proc.International Conf.on physics of Semiconductors. 19. 1043-1046 (1988)
• [文献書誌] K.Takarabe,S.Minomura,M.Nakayama,H.Kato: "Photoluminescence Spectra of(GaAs)_<12>(AlAs)_<12>Superlatice under High Pressure" J.Phys.Soc.Jpn.58. 2242-2243 (1989)
• [文献書誌] S.Minomura: "PressureーInduced Effects on Deep Donor States in GaAs and AlGaAs" High Pressure Science and Tecnology. 67-75 (1989)
• [文献書誌] K.Takarabe,T.Irie: "Reflection Spectra of CuInSe_2 from 2 to 100ev" Jpn.J.Appl.Phys.26. L1858-L1830 (1989)
• [文献書誌] K.Takarabe,S.Minomura,M.Kusaka,K.Matsuda,T.Matsumoto: "Pressure Effects on Deep Levels in Semiconductors" Proc.International Conf.on Science and Technology of Defects Controll in Semiconductors(Yokohama). (1989)
• [文献書誌] S.Minomura: "Diordered Semiconductors" Plenum Publishing, 125-134 (1987)