| 研究概要 |
半導体表面からの反射率差スペクトル(RDS)の理論計算方法を開発し、スペクトルから以下の成長表面/界面構造とミクロな電子状態の関係を解明した。
1.スペクトル起源と局所場効果:電子状態が表面/界面に局在するとその状態間の光学遷移がピーク形のスペクトルを形成するが、非局在化するとバルク電子状態が摂動を受けて誘電関数の微分形のスペクトルが現れる。原子層厚を変化させた計算から前者は50Å、後者は20Å程の局所場効果を示す。2,(001)アニオン表面:GaAs、ZnSeいずれにおいても表面アニオンダイマーのダングリングボンドがかにょしたピーク構造が顕著に現れる。ピーク幅は0.5eV/Å程広がるが、この結果はNTTの小林らの実験を定量的に説明する3.(001)カチオン表面:第1表面層のカチオンがsp^2,sp結合で安定化してバルク層に沈み込むために、表面第3層目のカチオンs軌道反結合軌道への光学遷移という表面内部構造を反映したスペクトルが現れる。特にこれはZnSe表面において顕著である。4.異原子吸着(001)表面/界面:GaAs表面にN,P,Sbが置換吸着すると、吸着原子軌道エネルギーとGaAsバンドの位置関係に依存して強度はSb>P>Nの順に小さくなり、特にN吸着ではスペクトルが消滅する吸着層が5原子層以上になるとスペクトルはバルクの誘電率の微分形に変化するこの結果はJRCATの安田等のZnSe/GaAs界面の実験を説明する.5.(110)非極性GaAs表面:バックリング構造を反映して、AsのダングリングボンドからGa-As反結合状態及びGaダングリングボンドへの光学遷移がピークを作る。この結果から成長時の吸着原子サイトが同定可能となる。
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