| 研究課題/領域番号 |
17K06342
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
山口 浩一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (40191225)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 量子ドット / 自己形成 / インジウム砒素 / シリコン酸化膜 / 分子線堆積 / フォトルミネッセンス |
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| 研究実績の概要 |
平成30年度では、前年度の研究成果を基にSiOx膜上へのInAs量子ドットの作製プロセス装置に改良を加え、かつInAs量子ドットの発光特性をさらに調べ、発光強度の増強を実現した。
作製プロセス装置の改良では、InAs量子ドットとSiOx膜の界面における不純物の混入を抑制し、InAs量子ドットの品質を向上させるために、SiOx膜の高周波マグネトロンスパッタ蒸着装置と分子線堆積装置の間の基板試料の搬送を超高真空中で行える搬送システムを開発した。その結果、InAs量子ドットをSiOx膜中に埋め込んだ構造を真空一貫プロセスにより作製できるようになり、その構造の多重積層化も可能となった。さらに、種々の基板材料に対応でき、かつ不純物の汚染を抑制した基板ホルダーの改良も行った。
上記の作製プロセスの改良により、SiOx膜上に高純度のInAs量子ドットを作製できるようになり、不純物混入による発光スペクトルを抑制できた。また、SiOx膜上のInAs量子ドット構造に比べ、SiOx膜で埋め込まれたInAs量子ドット構造の発光強度は増大した。さらに、SiOx膜/GaAs基板上のInAs量子ドットのフォトルミネッセンス測定において、発光スペクトルの励起光波長依存性を調べた結果、基板材料のGaAsのバンドギャップより低いエネルギーの励起光において、従来の高エネルギー励起光の場合の発光強度に比べて数百倍から数千倍も増強する現象を観測した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度の研究成果を基に、作製条件および作製プロセスの改善を検討し、本研究開発を進める上での様々な知見を得ることができた。また、作製した試料の測定評価法についても新たな特徴を見出すことができ、今後の研究展開に向けて有効な成果を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度では、InGaN系の成膜成長装置の立ち上げについては継続して推進していく予定であるが、昨年度のSiOx膜上へのInAs量子ドットの自己形成法を開発した実績を踏まえ、さらにSiOx膜上へのAlGaAs系およびInGaSb系の量子ドットの自己形成法の開発を展開することを計画している。また、ガラス基板上へのⅢ-Ⅴ族半導体量子ドットの自己形成法についても開発を進め、量子ドット層の多重積層化および低エネルギー励起光による発光強度の増強効果を利用したデバイス応用への展開も推進していく予定である。
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