1998 年度実績報告書

歪系分子線成長の二次元-三次元転移機構の走査電子顕微鏡その場観察による解明

研究課題

研究課題/領域番号	08455015
研究機関	大阪府立大学
研究代表者	井上直久大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (60275287)
研究分担者	本間芳和 NTT, 基礎研究所, 特別研究員藤村紀文大阪府立大学, 工学部, 助教授 (50199361)
キーワード	化合物半導体 / 歪系 / 分子線成長 / 三次元成長 / その場観察 / 走査電子顕微鏡 / シミュレーション / 自己組織化
研究概要	1. 電子顕微鏡その場観察三次元成長開始過程:昨年解明した過程の機構を検討し、1層目完了前に2層目が1層目の島の上に発生する多段島形成が素過程なことを明らかにした。昨年ステップ上の三次元島優先形成を解明したのを発展させ、ステップをネットワーク状に制御した表面でGaなどの液体金属がステップに沿って拡散するのを利用して、島をSi(111)表面の特定の位置に配列させるのに成功した。原子層穴挙動:三次元島の制御に必要な下地平坦面実現のため、成長後熱処理中の単原子層深さの穴の挙動を調べ、穴の成長や収縮が周りのステップとの原子のやりとりに支配されることを明らかにした。仕事関数:電子顕微鏡像を形成する二次電子の強度が、表面の仕事関数を良く対応することを見いだした。 2. 原子間力顕微鏡観察:歪系三次元成長による自己組織化量子ドットに有効な(111)面上成長について、表面ステップおよび量子井戸多層膜を評価した。ステップバンチングを検出すると共に、多層膜断面が観察可能なことを明らかにした。 3. 光学的評価:タイプII超格子系を歪系三次元成長に応用すると電子または正孔のみを閉じこめた新しい量子ドットが形成できる。この材料系の光学的・電気的特性を評価すると共に、その島の評価のため赤外分光法を高度化した。 4. 機構モデル構築:表面再配列構造の反位相境界が島の優先発生サイトになるということを取り入れて、三次元発生機構のモデル化を行った。 5. 計算機シミュレーション:作成済みのMBE成長のモンテカルロシミュレーションに歪と表面張力の効果を取り入れ、三次元成長を再現できることを確認した。表面原子による電子散乱を個々の散乱を扱うダイレクトモデルでシミュレーション可能とし、SEM像のステップのコントラストを解明できる見通しを得た。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] N.Inoue: "Elementary processes in molecular beam epitaxy studied by in-situ scanning electron microscopy" Surface Review and Letters. 5・3&4. 881-897 (1998)
[文献書誌] K.Tanahashi, Y.Kawamura N.Inoue and Y.Homma: "Asymmetric behavior of monolayer holes after growth in GaAs molecular beam epitaxy revealed by in-situ scanning electron microscopy" Journal of Crystal Growth. (in press). (1999)
[文献書誌] Y.Homma,P.Finnie and T.Ogino: "Aligned island formation using an array of step bands and holes on Si (111)" Appl.Phys.Lett.74・6. 815-817 (1999)
[文献書誌] Y.Kawamura,A.Kamada,K.Yoshimatsu,M.Nakao,N.Inoue: "Properties of In_<0.52>Al_<0.48>As and In_<0.53>Ga_<0.47>As/In_<0.52>Al_<0.48>As quantum well structures grown on(111)B InP substrates by molecular beam epitaxy" Japan.J.Appl.Phys.38(in press). (1999)
[文献書誌] K.Yosimatu,Y.Kawamura,H.Kurisu,A.Kamada,H.Naito,N.Inoue: "Optical and electrical properties of InAlAs/AlAsSb type II quantum well structures grown by molecular beam epitaxy" Journal of Crystal Growth. 188. 328-331 (1998)
[文献書誌] 片山貴寛,河村裕一,山本明子高崎英樹、内藤裕義、井上直久: "分子線成長GaAs_<0.5>Sb_<0.5>層のドーピング特性" 真空. 42(印刷中). (1999)

1998 年度 実績報告書

歪系分子線成長の二次元-三次元転移機構の走査電子顕微鏡その場観察による解明

研究代表者

井上 直久 大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (60275287)

研究成果

[文献書誌] N.Inoue: "Elementary processes in molecular beam epitaxy studied by in-situ scanning electron microscopy" Surface Review and Letters. 5・3&4. 881-897 (1998)

[文献書誌] K.Tanahashi, Y.Kawamura N.Inoue and Y.Homma: "Asymmetric behavior of monolayer holes after growth in GaAs molecular beam epitaxy revealed by in-situ scanning electron microscopy" Journal of Crystal Growth. (in press). (1999)

[文献書誌] Y.Homma,P.Finnie and T.Ogino: "Aligned island formation using an array of step bands and holes on Si (111)" Appl.Phys.Lett.74・6. 815-817 (1999)

[文献書誌] Y.Kawamura,A.Kamada,K.Yoshimatsu,M.Nakao,N.Inoue: "Properties of In_<0.52>Al_<0.48>As and In_<0.53>Ga_<0.47>As/In_<0.52>Al_<0.48>As quantum well structures grown on(111)B InP substrates by molecular beam epitaxy" Japan.J.Appl.Phys.38(in press). (1999)

[文献書誌] K.Yosimatu,Y.Kawamura,H.Kurisu,A.Kamada,H.Naito,N.Inoue: "Optical and electrical properties of InAlAs/AlAsSb type II quantum well structures grown by molecular beam epitaxy" Journal of Crystal Growth. 188. 328-331 (1998)

[文献書誌] 片山貴寛,河村裕一,山本明子 高崎英樹、内藤裕義、井上直久: "分子線成長GaAs_<0.5>Sb_<0.5>層のドーピング特性" 真空. 42(印刷中). (1999)

1998 年度実績報告書

井上直久大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (60275287)

[文献書誌] 片山貴寛,河村裕一,山本明子高崎英樹、内藤裕義、井上直久: "分子線成長GaAs_<0.5>Sb_<0.5>層のドーピング特性" 真空. 42(印刷中). (1999)