| 研究概要 |
マイクロ波プラズマで多量に生成された原子状水素を用い、有機金属化合物など分子種を気相反応で活性化、低温基板上に堆積する新規な成膜法(Hydrogen Radical enhanced:HR)CVDを用い、低温結晶成長を行った。原料化合物として、ジエチルジセレン(DEDSe)などを用いると、原子状水素との衝突で容易に分解し、200℃程度の基板温度で、ZnSe(S,Te)結晶成長が可能になった。この際、基板面近傍に飛来するイオン種を排除すると、欠陥の少ない高品質結晶(ZnSe,ZnSSe)が成長することを見い出した。GaAs(100)基板上に、この技術を用いて堆積したZnSe結晶では、バンド端エキシトンによる蛍光のみが観測される高品質結晶であることが確認された。このように、欠陥の少ない結晶を得るためには、気相中での活性種の反応を阻止するため、2種類の原料、ジエチル亜鉛(DEZn)、及びDEDSeを交互に供給することが有効であった。また、過剰なカルコゲナイドの供給は、原子状水素流で容易に排除されることも、良質結晶生成に役立っていることも分かった。HRーCVD法においては、混晶(ZnSSe)の結晶成長も容易に出来る事を確認すると同時に、ZnSe(井戸層)ZnSSe(バリア層)とする超格子の作製も容易であり、原子レベルで結晶構造の制御が可能であることを確認した。ZnSe/ZnSSe超格子系では、量子サイズ効果により、ZnSe層のエキシトン発光が高エネルギ-シフトし、設計通りの人工構造が形成され、且つ高品質薄膜が保持されていることを確認した。
シリコン系超微粒構造の作製においては、HRーCVDにおける堆積表面化学反応において、結晶粒径制御と、粒界状態の制御のための基礎的研究を行っている。
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