研究課題
本年度は、Si量子ドット上へのGeの選択成長およびGe酸化膜上へのSiの選択成長を利用したSi系量子ドット一次元縦積連結ドットの形成技術とその発光特性に着目し、下記2点に力点をおいて研究を推進した。1. 自己整合一次元連結Si量子ドットの形成熱SiO_2膜上のSi量子ドット上にGeを選択成長させ、これを熱酸化して形成した極薄ゲルマニウム酸化膜上にSi量子ドット選択成長させることによって、自己整合的に一次元連結Siドットを形成することができることを明らかにした。また、n-Si(100)基板上に作成した超高密度一次元縦積み連結ドットを活性層とした半透明Au電極のダイオード構造において、Ah電極とn-si(100)基板の仕事関数差を反映した明瞭な整流特性が認められ、順方向バイアス印加時において、室温で近赤外領域におけるエレクトロルミネッセンス(EL)が認められた。2. 高密度自己整合集積したSi系量子ドットのエレクトロルミネッセンスn-Si(100)基板上に作成した超高密度一次元縦積み連結ドットを活性層とした半透明Au電極のダイオード構造において、Au電極とn-Si(100)基板の仕事関数差を反映した明瞭な整流特性が認められ、順方向バイアス印加時において、室温で近赤外領域におけるエレクトロルミネッセンス(EL)が認められた。ELのしきい値電圧は～1.2V程度で、～1130nmと～1030nmピーク波長を持つ発光成分が認められ、ゲート電圧の増加に伴って、～1130nm成分の増大が顕著なために、短波長側に裾を引いたELスペクトルになる。観測された2成分は、1層目と2層目のドットに対応した成分と解釈している。なお、逆方向バイアス印加ではELは認められなかった。EL積分強度を電流密度に対してまとめた結果、低密度に形成した縦積連結ドット(面密度:～10^<11>cm^<-2>)に比べ、発光強度が2桁以上増大する結果が得られた。これは、縦積連結ドットを高密度化することにより、ドットを介さない電流成分が抑制され、ドット内への電子・正孔注入が高効率に起こることでEL効率が向上したと示唆される。
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すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (62件) 備考 (1件)
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