研究課題
量子ドットの発光特性を利用したナノスケール空間分解能を有する歪測定法を開発するために、本年度は量子ドットの発光挙動(押し込み力増加および押し込み位置変化に伴う発光エネルギーの増減)と圧子開口部形状の関係の解明に関する研究を行った。材料は、量子ドットの形成可能性と、半導体デバイスへの適用性を考慮して、GaAs中のInGaAs量子ドットを用いた。試験片表面は鏡面研磨した後、化学研磨を施した。量子ドットは表面直下50nmに底面長約20nm、高さ約8nmのピラミッド形状に形成されている。圧子先端形状として、平面形状と円筒形状および両側面円筒形状を取り上げ、同一位置における単調圧子押し込み発光測定試験を実施した。さらに、水平方向に圧子押し込み位置をサブナノメートル単位で制御し、所定の荷重一定の圧子押し込み試験を実施すると同時に、発光特性を測定した。圧子押し込み荷重を測定し、平面形状と円筒形状および両側面円筒形状の圧子によって生じた歪を評価した。ナノプローブの先端の円筒形状の半径を約1μmから100nmの間で変化させ、発光状態と圧子押込み位置の関係に及ぼす円筒半径の影響を明らかにした。圧子押し込み位置の変化に伴う発光エネルギーの増加と減少現象に着目し、発光エネルギーと押し込み位置の関係における極大位置を測定することにより、量子ドットの位置を同定する原理を確立した。基本的歪状態(一軸、単純せん断、静水圧等)における発光の増強・停止現象を定量的にモデル化する手法を開発し、逆解析法を利用した押し込み発光試験による歪測定法について検討した。
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