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III-V化合物半導体結晶中の転位の発生・運動の機構と不純物の影響を基礎的に解明することを目的として実施し、以下の新しい知見を得た。
1.各種のIII-V化合物半導体結晶および各種の不純物を固溶する結晶において、α、β、らせんの3種類の転位の運動速度は応力と温度を関数とする経験式で記述されること、さらにそれを特徴づけるパラメターを決定した。
2.各種のIII-V化合物半導体結晶中を運動する転位の運動速度は結晶の種類に強く依存する。GaAs結晶中の転位に比較して、GaP結晶中の転位は約2桁遅い速度で運動し、InP結晶中の転位はほとんど同じ速度で運動する。さらに、InAs結晶中の転位は約1桁速い速度で運動する。この結果は結晶の強度に関する研究から得られた結果と良好に一致する。このような転位の運動速度の結晶の種類に強く依存する現象は、転位の運動が結晶の共有結合に由来するエネルギーギャップ成分に支配されていると理解された。
3.ドナ、アクセプタ不純物は上記の3種類の転位の運動速度に対して種々の異なる様式で影響を及ぼす。その特徴は結晶の種類によっても著しく異なる。この特徴は転位のバンドギャップ中の準位と結晶のフェルミ準位との相互関係に基づく機構で説明された。
4.ある種の不純物を固溶する結晶では、転位が転位源から発生するための温度に依存する臨界の応力が存在すること、それが不純物の集積による転位の固着のためであることが明らかになった。
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