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2012 年度 研究成果報告書

革新的ゲルマニウム光電子融合素子の実証とそのシミュレーション技術開発

研究課題

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研究課題/領域番号 21246003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東京都市大学

研究代表者

白木 靖寛  東京都市大学, 総合研究所, 教授 (00206286)

研究分担者 丸泉 琢也  東京都市大学, 工学部, 教授 (00398893)
野平 博司  東京都市大学, 工学部, 教授 (30241110)
澤野 憲太郎  東京都市大学, 工学部, 准教授 (90409376)
瀬戸 謙修  東京都市大学, 工学部, 講師 (10420241)
徐 学俊  東京都市大学, 総合研究所, 研究員 (80593334)
夏 金松  東京都市大学, 総合研究所, 助手 (00434184)
連携研究者 中川 清和  山梨大学, 医学工学総合研究部, 教授 (40324181)
松井 敏明  独立行政法人情報通信研究機構, 専攻研究員 (20358922)
宮田 典幸  独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (40358130)
宇佐美 徳隆  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20262107)
研究期間 (年度) 2009 – 2012
キーワードゲルマニウム / 量子ドット / フォトニック結晶 / シミュレーション / 歪み / 微小共振器 / 導波路
研究概要

次世代LSI(大規模集積回路)の高速・低消費電力化のための革新的デバイスとして、Si基板上Ge光電子融合デバイスの実現へ向けた基盤技術を、シミュレーション技術開発とともに確立した。従来とは異なる新規な歪みGeチャネル形成、絶縁層上歪みGe(Ge-on-Insulator)基板作製に成功し、また、量子ドットを有する、フォトニック結晶やマイクロディスク等の微小共振器構造を組み込んだ電流注入発光デバイスを作製し、室温における強い電流注入発光、導波路とのカップリングに成功した。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (12件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of Tensilely Strained Germanium- on- Insulator2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Kohei Hamaya
    • 雑誌名

      Masanobu Miyao, and Yasuhiro Shiraki Applied Physics Express

      巻: 5 ページ: 015701

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.5.015701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upper limit of two-dimensional hole gas mobility in strained Ge/SiGe Heterostructures2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, Y. Hoshi, K. Sawano, N. Usami, Y. Shiraki, and K. M. Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 100 ページ: 222102

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4723690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceptor-Like States in SiGe Alloy Related to Point Defects Induced by Si+ Ion Implantation2012

    • 著者名/発表者名
      Motoki Satoh, Keisuke Arimoto, Junji Yamanaka, Kiyokazu Nakagawa, Kentarou Sawano, and Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 ページ: 105801

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.105801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicon-based current-injected light emitting diodes with Ge self-assembled quantum dots embedded in photonic crystal nanocavities2012

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu, Toshiki Tsuboi, Taichi Chiba, Noritaka Usami, Takuya Maruizumi, and Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20(13) ページ: 14714-14721

    • DOI

      DOI:10.1364/OE.20.014714

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicon-based light emitting devices based on Ge self-assembled quantum dots embedded in optical cavity2012

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu, Sho Narusawa, Taichi Chiba, Toshiki Tsuboi, Jinsong Xia, Noritaka Usami, Takuya Maruizumi, and Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics inQuantum Electronics

      巻: 18(6) ページ: 1830-1838

    • DOI

      DOI:10.1109/JSTQE.2012.2206802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room temperature electroluminescence from Ge quantum dots embedded in photonic crystal microcavities2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Tsuboi, Xuejun Xu, Jinsong Xia,Noritaka Usami, Takuya Maruizumi, andYasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 5 ページ: 052101-1 -052101-3

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.5.052101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-quality-factor light-emitting diodes with modified photonic crystal nanocavities including Ge self-assembled quantum dots on silicon-on-insulator substrates2012

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu, Taichi Chiba, Tatsuya Nakama, Takuya Maruizumi, and Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 5 ページ: 102101-1 -102101-3

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.5.102101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Line width dependence of anisotropic strain state in SiGe films induced by selective ion implantation2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Hoshi, K. Sawano, A. Yamada, S. Nagakura, N. Usami, K. Arimoto, K. Nakagawa, and Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4 ページ: 095701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Uniaxially Strained SiGe by Selective Ion Implantation Technique2010

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano, Yusuke Hoshi, AtsunoriYamada, Yoshiyasu Hiraoka, Noritaka Usami, Keisuke Arimoto, Kiyokazu Nakagawa, and Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 518 ページ: 2454

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrashallow Ohmic contacts for n-type Ge by Sb --doping2010

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, Y. Hoshi, K. Kasahara, K. Yamane, K. Hamaya, M. Miyao, and Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 97 ページ: 162108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-temperature electroluminescence from Si microdisks with Ge quantum dots2010

    • 著者名/発表者名
      J. Xia, Y. Takeda, N. Usami, T. Maruizumi, and Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 18 ページ: 13945-13950

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion dose, energy, and species dependencies of strain relaxation of SiGe buffer layers fabricated by ion implantation technique2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Hoshi, K. Sawano, A. Yamada, N. Usami,K. Arimoto, K. Nakagawa, and Y. Shiraki
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 107 ページ: 103509

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local Control of Strain in SiGe by IonImplantation Technique2009

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, Y. Hoshi, Y. Hiraoka, N. Usami , K. Nakagawa, Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 311 ページ: 806-808

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain dependence of hole effective mass and scattering mechanism in strained Ge channel structures2009

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, K. Toyama, R. Masutomi, T. Okamoto, N. Usami, K. Arimoto, K. Nakagawa, and Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 95 ページ: 122109

    • 査読あり
  • [学会発表] Room-temperature photonic crystal nanocavity light emitting diodes based on Ge self-assembled quantum dots2012

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu
    • 学会等名
      2012 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20121210-12
  • [学会発表] Electroluminescence from micro- cavities of photonic crystals, micro- disks and rings including Ge dots formed on SOI substrates2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shiraki
    • 学会等名
      Invited221st ECS Meeting
    • 発表場所
      Seattle, Washington, USA
    • 年月日
      20120506-10
  • [学会発表] On the origin of the uniaxial strain induced in Si/Ge heterostructures with selective ion implantation technique2012

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2012-09-26
  • [学会発表] Ion Implantation for Strain Engineering of Si-based Semiconductor2011

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      Invited BIT's 1st Annual World Congress ofNano-S&T 2011
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      2011-10-26
  • [学会発表] XPS Study on Chemical Bonding States of high-kappa/high-k Gate Stacks for Advanced CMOS2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nohira
    • 学会等名
      Invited220th Meeting of The ElectrochemicalSociety
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2011-10-11
  • [学会発表] Surface segregation behavior of Sb, B, Ga, and As dopant atoms on Ge(100) and Ge(111) surface examined with afirst-principles method2011

    • 著者名/発表者名
      T. Maruizumi
    • 学会等名
      7th International Conference on Si Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] Surface segregation behavior of Sb, B, and As dopant atoms on Ge(111) surface2011

    • 著者名/発表者名
      T. Maruizumi
    • 学会等名
      E-MRS 2011 Spring & Bilateral Meeting
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2011-05-10
  • [学会発表] Stable position of B12 Cluster NearSi(001) Surface and Its STM images2010

    • 著者名/発表者名
      T. Maruizumi
    • 学会等名
      218th Meeting of The ElectrochemicalSociety
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2010-10-12
  • [学会発表] Si-Based Light Emitting Devices Based onGe Self-Assembled Quantum Dots2009

    • 著者名/発表者名
      J. Xia
    • 学会等名
      Invited2009 International Symposium on Crystal Science and Technologies
    • 発表場所
      Kofu, Yamanashi
    • 年月日
      2009-12-04
  • [学会発表] Material aspects and characterization of Si/Ge hetero-structures on nano-scale for electronic and optical deviceapplications2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiraki
    • 学会等名
      Invited1st International Workshop on Si based nano-electronics and -photonics (SiNEP-09)
    • 発表場所
      Vigo, Spain
    • 年月日
      2009-09-22
  • [学会発表] Current-injected Si microdisk with Ge self-assembled quantum dots2009

    • 著者名/発表者名
      J. Xia
    • 学会等名
      Invited2nd Photonics and OptoElectronics Meetings (POEM 2009)
    • 発表場所
      Wuhan, China
    • 年月日
      2009-08-10
  • [学会発表] CMP for high mobility strained Si/GeChannels2009

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      Invited2009 MRS (Materials Research Society) Spring Meeting, Symposium E : Science andTechnology of Chemical Mechanical Planarization (CMP)
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2009-04-16
  • [図書] Silicon germanium (SiGe)nanostructures2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiraki and N. Usami
    • 総ページ数
      627
    • 出版者
      Woodhead Publishing
  • [図書] 量子ドット‐エレクトロ ニクス最前線2011

    • 著者名/発表者名
      丸泉琢也、夏金松
    • 総ページ数
      275-284
    • 出版者
      エヌティーエス社
  • [備考]

    • URL

      http://www.arl.tcu.ac.jp/sns.html

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公開日: 2014-08-29  

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