研究課題
本研究では、量子光学応用を目的として、AlGaN気相成長において、原子層レベルの界面揺らぎの制御と、それが光学特性に与える影響を明らかすることを目的として行った。2021年度は、メサ形状の凹凸加工をドライエッチングにより施したサファイア基板上のAlNテンプレートを作製し、その上に有機金属気相（MOVPE）成長を行うことで、メサ上のAlN表面のステップ端密度の制御を行った。この際のAlNテンプレートには、所属研究機関で独自に開発しているスパッタ成膜と対面の高温アニール処理を組み合わせた方法により作製されるらせん転位密度の非常に小さいスパッタアニールAlNを用いた。このテンプレートのらせん転位密度は、本研究遂行期間中に更に低減することに成功している。本研究では、メサ加工AlNテンプレート上の再成長時に表面の過飽和度を下げることでGaNの場合と同様に表面過飽和度を低減することで表面の吸着原子の拡散長を促進して、ステップがメサの端まで掃けることを明らかにすることができた。この際、スパイラル成長の起点となるらせん転位密度密度が小さいことからスパイラル成長を低減して二次元核成長領域を得ることができた。更に、二次核成長領域が広くなるようなMOVPE成長条件を探索するために成長温度やAlN再成長膜厚などを変化させて成長を行い、最適な膜厚と成長温度を明らかにすることができた。その上にAlN/GaNの量子井戸構造をMOVPE法で作製した。前もって原子間力顕微鏡（AFM）像測定によって測定したメサの同一箇所の光学特性をカソードルミネッセンス（CL）により測定することで、表面形態が光学特性に与える影響を調べることができた。
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すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)
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