| 研究課題/領域番号 |
05650023
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
斎藤 敏夫 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90170513)
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| 研究分担者 |
生駒 俊明 (株)テキサスインスツルメンツ, 筑波研究開発センター, 取締役社長(研究職) (80013118)
平川 一彦 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10183097)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | ヘテロ接合 / ガリウム砒素 / アルミニウム砒素 / バンド不連続量 / 強結合法 / シリコン / 光電子分光法 / 面方位 |
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| 研究概要 |
1.ヘテロ界面のバンド不連続量を理論予測するために、自己無撞着な強結合法による計算プログラムを完成した。本プログラムでは、sp^3s^*基底の強結合近似により価電子密度を求め、静電的ポテンシャルを自己無撞着に決定出来る。ヘテロ界面を有する超格子構造を用いて、自己無撞着な計算を行なう。
2.本プログラムを用いてGaAs/AlAsヘテロ界面の価電子帯バンド不連続量ΔE_vを計算し、(100)と(110)界面でΔE_v=0.51eV、(311)A界面でΔE_v=0.50eVの理論値を得た。この結果、GaAs/AlAs界面のΔE_vは、高指数面も含め面方位に依存しないことが明らかになった。
3.GaAs/Si(2ML)/AlAs界面のΔE_vを理論計算し、ΔE_v=-1.36eV[(100)-As界面]、2.1eV[(100)-Ga界面]、0.35eV[(110)界面]、-0.12eV[(311)A-As界面]、1.67eV[(311)A-Ga界面]の理論値がそれぞれ得られた。Si2原子層を界面に挿入することにより、ΔE_vを制御することが可能で、変化量は面方位と面の極性に大きく依存することが明らかになった。特に、(311)A GaAs上の結晶成長では、ドープされたSiは成長条件によりドナーにもアクセプターにも成り得るので、(311)A界面でのΔE_v制御の実現性が最も高いと考えられる。
4.GaAs/InAs(1ML)/AlAs界面[(100)方位]のΔE_vを理論計算し、ΔE_v=0.50eVの理論値を得た。これは、挿入層のない界面のΔE_v=0.51eVとほぼ等しい値である。InAs原子層(1ML)を挿入することにより、GaAs/AlAs界面の微視的な価電子密度は変化するにもかかわらず、ΔE_v自体は変化しないことが明らかになった。また、X線光電子分光法を用いて、GaAs/InAs(1ML)/AlAs界面のΔE_vの測定を行ない、理論予測と一致する結果を得た。
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