不規則構造半導体の新光量子物性の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044139
• 研究機関: 大阪電気通信大学
• 研究代表者: 佐々木 昭夫 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (10025900)
• 研究分担者: CHEN Xiaoshu Univ. of Nanjin, Dept. of Physics, Professor ; ROWVIMOV Ser Lawrence Berkeley National Lab. Materials, Stuff Scie ; LILIENTALーWE ゼット Lawence Berkeley National Lab. Materials, Senior Sci ; WEBER Eicke Univ. California. Berkeley, Dept. of Materia, Professor ; 鍋谷 暢一 山梨大学, 工学部, 助手 (30283196) ; 若原 昭浩 京都大学, 工学研究科, 助手 (00230912)
• キーワード: 窒化物半導体 / 不規則量子構造 / 量子ドット / 相分離 / 遷移膜厚

研究概要

当初予定のInN/GaNによる量子構造については、GaInN/GaNの組み合わせで任意の不整合による量子構造が得られるので成長を試みた。しかし、GaInNではInNの偏析、相分離が観測された。この現象の解明を行い、その成果は、現在学術雑誌"Appl.Phys.Lett."に投稿中である。
Eicke Weber,A.Liliental-Weber夫妻の来日に関しては、Z.Liliental-Weber博士の背骨神経痛のため、来日し得なかった。2年目は健康回復で可能とのこと。また、X.Chen博士は南京大学から上海技術物理研究所に転勤となり、平成8年8月頃から来日を画策したが、中国側の事情で来日できなかった。しかし、X.Chen博士は、本研究の不規則量子構造の物性の新しい応用の考えをもって次年度来日にの予定である。
以上の事情であるが、AlN/GaN、InN/GaNに至るInAs/GaAsの不規則量子構造について新しい知見を実験、理論共に行う。
1.InAs/GaAs量子ドットの積層においてGaAs層厚とInAs量子ドット寸法の関係において積層で量子ドットの形成位置の制御をし得る範囲を見出し、サンフランシスコでのMaterials Research Sympojiumで本国際共同研究成果として発表予定である。
2.熱力学的解析により、量子ドット形成の始まる遷移膜厚を算出する解析式を導出した。この式により出されたGe/Si、InAs/GaAs、InP/GaPでの遷移膜厚の値は、実験値と良く一致した。学術雑誌に発表予定。
この結果は、GaIn/GaN系にも適用し得るものである。
今後は、上記論文の発表と、高品位GaInN/GaNの成長技術を向上させて、当初目的を達成する予定である。

研究成果

• [文献書誌] A.Sasaki,E.R.Weber,Z.Liliental-Weber,and J.Washburn: "Transition Thickness from 2D to 3D for Self-Assembled Quantum Dots" Journal of Applied Physics. (発表予定).