ナノテンプレートSi基板上のGe量子ドット形成に関する実験及び理論的研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04F04784
• Research Institution: Keio University
• Host Researcher: 伊藤 公平 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授
• Foreign Research Fellow: MOUTANABBIR Oussama 慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
• Keywords: 量子ドット / 半導体 / 同位体 / 原子間力顕微鏡 / ラマン分光

Research Abstract

原子間力顕微鏡を用いてシリコン基板表面をナノ酸化するために必要な実験条件(印加電圧・パルス間隔・プローブの種類,その他)の最適化を行い,続いてナノ酸化ドットのエッチング条件を整えることを行った.実際に,エッチング後に基板上に形成される「ナノくぼみ」へのゲルマニウム蒸着を,超高真空分子線エピタキシー装置を用いて行ったところ,ゲルマニウム量子ドットがくぼみに選択的成長する現象を確認した.その量子ドットの形状を原子間力顕微鏡を用いて評価したところ,単結晶に特有なファセットが確認できず,現在は量子ドットが単結晶なのか?多結晶なのか?アモルファスなのか?を高輝度x線などを用いて調べている.
上記研究と平行して,自己形成ゲルマニウム量子ドットのシリコン基板上への形成機構を調べている.通常,ゲルマニウム量子ドットは,シリコン上にある臨界膜厚以上に堆積されたときに形成されるが,その臨界膜厚までを形成する温度と,実際のドットを形成する温度を変化させることで,その構造や大きさや位置を制御することを試みた.この2段階温度成長が量子ドット形状に大きな影響を与えることは確認済みで,現在は,その形成機構を高輝度x線(シンクロトロン)などを中心に調べている.さらに,この量子ドットを形成するときにゲルマニウムの同位体を変化させることで,ゲルマニウムの質量をマーカーとした量子ドット内のゲルマニウム分布に関する研究を進めている.