| 研究課題/領域番号 |
16540283
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅰ
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
泉川 卓司 新潟大学, アイソトープ総合センター, 助教授 (60282985)
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| 研究分担者 |
南園 忠則 福井工業大学, 環境生命未来工学科, 教授 (20028210)
大矢 進 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90092676)
松多 健策 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50181722)
大坪 隆 新潟大学, 自然科学系, 助教授 (70262425)
後藤 淳 新潟大学, アイソトープ総合センター, 助手 (90370395)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 半導体 / 格子欠陥 / 原子ジャンプ / NMR / 不安定核 |
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| 研究概要 |
半導体ゲルマニウム中のホウ素不純物のベータNMR測定について、以下の結果を得た。測定の結果、Larmor周波数近辺にシャープな共鳴と数十kHzに広がった共鳴、vqSplit=190kHzにピークを持つ四重極分裂した共鳴の3種が見いだされた。ゲルマニウムにおいてもシリコンと同様にこれらの3種類の共鳴線が存在し、それぞれ置換位置(Bs)、多結晶パターンを持つ位置(Bx)、<111>対称性を持つ位置(Bns)に相当するものと考えられる。それぞれのサイトの占有率の温度依存性については、Bnsの占有率は低温(T<250K)で約30%程度であるが、T〜300Kで共鳴が観測されなくなっている。これもシリコンと同様に、原子のジャンプによる電場勾配の揺動による偏極の緩和が起きているものと考えられる。一方、Bs+Bxの振る舞いはシリコンの場合と大きく異なるものであった。シリコンの場合は、温度の上昇に伴い占有率も単調増加するものであったが、ゲルマニウムの場合は室温付近で占有率が低下しディップを形成している。これは、インプラントにより生成された空孔の移動度が温度の上昇ともに増大し、空孔とBsまたはBxと相互作用する確率が高くなり、ホウ素の核偏極を破壊するためであると推察している。
また、シリコン中のホウ素の局所的な原子ジャンプモデルを更に確かなものとするために、以前とは異なる外部磁場でのNMR信号の消滅を観測した。その結果、信号が消滅する温度は、この原子ジャンプモデルから予想される値と一致し、モデルの正しさを更に支持することとなった。
そのほか、ゲルマニウム半導体の他に化合物半導体に対しても実験的研究を行い、TiO2中の窒素不純物及び空孔の熱活性的な振る舞いの研究や、ZnOにインプラントされた窒素不純物の受ける電気四重極相互作用の結合定数の測定を行った。
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