| 研究課題/領域番号 |
09355001
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
白木 靖寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00206286)
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| 研究分担者 |
中川 清和 (株)日立製作所, 中央研究所, 主任研究員
宇佐美 徳隆 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (20262107)
長田 俊人 東京大学, 物性研究所, 助教授 (00192526)
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| キーワード | 隣接閉じ込め構造 / 選択成長 / 量子ドット / SiGeの混晶 / イオン注入 / 変調ドープ構造 / 界面ラフネス散乱 / 不純物散乱 |
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| 研究概要 |
歪み緩和をさせたSiGe膜をSi基板上に結晶成長し、これを疑似的な基板として用い、その上に引っ張り歪みSi量子井戸、圧縮歪みGe量子井戸を成長させた。このようにして、電子と正孔に空間的に分離して閉じ込める「隣接閉じ込め構造」という量子構造を実現し、発光効率の大きな向上、特に非常に強い無フォノン遷移を実現することに成功した。
また、歪み緩和SiGe膜を得る新たな手法として、微小領域への選択成長を試みた。その結果、表面原子の拡散だけでは説明できない、歪み緩和に起因したSiGeの特異な形状変化を見いだすとともに、数十nm程度の膜厚で、SiGe緩和膜が得られることがわかった。この選択成長を、Ge量子ドットのサイズおよび位置制御に用いることも試み、Si基板上においてナノスケールでの成長制御を確立し、ドットのサイズに依存した光学特性を見い出した。
伝導特性に関しては、歪み緩和したSiGe混晶にイオン注入したAsの活性化過程について検討し、活性化温度および活性化率の明瞭な組成依存性を観測した。特に、Ge組成の小さい組成においては、活性化温度の上昇が見られ、原子レベルでの歪みの影響による、活性化障壁の存在を初めて見いだした。また、歪みSiチャネルを利用した変調ドープ構造において、高電子移動度を実現するとともに、界面ラフネス散乱、不純物散乱など、その制限要因について詳細に検討した。純Geをチャネルを利用した変調ドープ構造も作製し、高いホール移動度を実現した。
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