| 研究課題/領域番号 |
02555153
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
大坂 敏明 早稲田大学, 理工学部, 教授 (50112991)
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| 研究分担者 |
粕壁 善隆 東北大学, 教養部・物理学科, 助手 (30194749)
矢田 雅規 科学技術庁, 金属材料研究所・構造制御部, 研究員 (00182353)
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| キーワード | ヘテロ構造 / ヘテロエピタキシャル成長 / 無極性物質 / 極性物質 / 極性の伝播 |
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| 研究概要 |
当該年度は、InSb/αーSn/InSb系ヘテロ構造について無極性物質を介した極性物質の成長に着目し、特に極性伝播の機構を明かとした。その結果の概略を以下に示す。
(1)InSb(111)Aと(111)B基板を超高真空中で加熱清浄化およびホモエピタキシャル成長させ、十分に清浄な表面を得た。その後、50℃に保持したこれらの基板上へSnを蒸着した。さらにこのSn膜を所定の温度に昇温、保持し、その上へInSbをヘテロエピタキシャル成長させた。なお、これら成長膜の構造観察にはRHEEDを、組成分析にはAES/ELSを用いた。
(2)αーSn/InSb{111}におけるInSbの成長を、αーSnの膜厚を変化させて観察した。まず、αーSn膜厚が大きい場合(20ML以上)、αーSn/InSb{111}の表面は、3x3超構造を示し、その上でのInSbの成長は基板側InSbの極性に影響されずにバルクαーSn結晶上のInSbの成長となる。この時InSbはA面で成長し、またInSb/αーSn界面はInーSn結合となることがわかった。
(3)一方、αーSnの膜厚が小さく、10ML以下の場合には、基板側のInSb{111}の両極性を受け継いでInSbが成長する。この極性の伝播には、Sbの存在が深く関わっていることが明らかとなった。InSb{111}上におけるαーSn膜の成長を詳細に調べると、基板が(111)Aの時には、その界面は急峻であるが、(111)Bの時には、InSbの表面のSbがαーSn中へ拡散し、なおかつ膜厚が小さいうちはSn表面にやや濃化していることが判った。このSbはαーSn(111)面上でterminateした構造をとり、その表面は1x1周期となる。この上へさらにInSbを成長させるとInSbはB面で成長する。つまり、基板側の極性が伝播することになる。ところが、急峻な界面を持つαーSn/InSb(111)A上では、αーSn表面が本来の3x3超構造表面を持つので、InSbを蒸着するとA面で成長する。以上のように、本研究において、InSb/αーSn/InSb系ヘテロ接合において、極性の伝搬するメカニズムが初めてつきとめられた。
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