| 研究概要 |
光散乱は「光波により生じた電気双極子からの双極子放射」と考える事が出来る。したがって、光の電場によって結晶内に電気分極が生ずることが必要である。このような視点からすると、赤外線で分極する電子の束縛エネルギーは 1eV 程度以下でなければならない事になるが、このことは、赤外線散乱法によって半導体の電子的欠陥の研究が出来ることを示唆している。
光散乱法を「光の回析」という視点から眺めると、回折現象はsinΘ/λで律せられるので、波長がX線の一万倍 またはそれ以上に長い赤外線の散乱では、X線小角散乱で観察される欠陥の 90度光散乱での観測が可能となる。すなわち、赤外線散乱法は半導体内の格子欠陥,微少欠陥,クラスタリングなどで生ずる「密度ゆらぎ」の検出に適した手段となる。
一方、X線の吸収係数は原子番号にほぼ比例し、GaAs,InPといった重い原子を含む結晶では、結晶を薄片化しなければならない。しかし、赤外線はこれらの半導体を容易に透過し、数センチ角といった結晶も薄片化せずに、内部観察が可能となる。
この原理に基づいて、散乱像と吸収像とを同時に、また、必要に応じて独立した機能での撮影が可能な装置を作った。
散乱トモグラフィー用の光源としてYAGレーザーからの光線を集光せずに用いると、転位の空間的配置と結晶成長縞との関係を明確にとらえる事が可能となる。これより、結晶成長履歴と格子欠陥の関係が次第に明らかに成りつつある。しかし、【III】【V】族化合物半導体の屈折率は非常に高く、たとへば、GaAs結晶では n=3.3である。このため、結晶表面に荒れで非常に強い散乱光が生じ、欠陥からの微弱な信号を遮蔽してしまう。この欠点を克服するため結晶表面に反射防止膜をコートするべく準備をすすめている。今年度購入した特注の真空装置はこのコーティングのためである。
|
