高アスペクトGaAsハニカムホールアレイの自己組織的形成・評価と応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350004
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 森下 義隆 東京農工大学, 工学部, 助教授 (00272633)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石橋 隆幸 東京農工大学, 工学部, 助手 (20272635) ; 佐藤 勝昭 東京農工大学, 工学部, 助教授 (50170733)
• Keywords: 陽極酸化 / フォトニクス / 半導体

Research Abstract

位置とサイズを制御したハニカムホールアレイを自己組織的に磁界印加陽極酸化で作製し評価することと、フォトニック結晶への応用を目的として、印加磁界の様々な条件下でGaAs基板を陽極酸化し、ハニカム孔を作製し評価した。
Wランプの照射下、アンモニア溶液中でn型GaAS基板を磁界を試料表面に水平に印加しながら陽極酸化することで、ハニカムホールアレイのサイズとそのゆらぎが印加磁界が1.5Tの時にd=218nm、o=23nmとなり、均一なハニカム孔を得ることに成功した。また、ウィンドウ内における規則性の面内分布を調べた結果、ローレンツ力を強く受ける部分で規則性が高まることが分かった。しかし、さらに強い磁界を印化すると、ウィンドウの中央部分に電解研磨のような大きな孔が形成された。従って、印化磁界は1.5T程度が最適であることが分かった。
一方、磁界を試料表明に垂直に印加すると、Wランプの照射によって生じたホールのサイクロトロンの効果で、孔の底の形状がお椀型になり、孔の側面が垂直になることが分かった。さらに、垂直に磁界を印可すると、孔のまわりの壁の厚さが大きくなり、ハニカム孔の直径が小さくなることが分かった。
これらの結果は、新しい微細化高技術の創成と、高品質なフォトニック結晶を作製する際の中心的な基盤技術となるものである。

Research Products

• [Publications] 森下 義隆: "Molecular-beam epitaxy of InAs on GaAs substrates with hole arrays patterned by focused ion beams"J. Crystal Growth. 237-239. 1291-1295 (2002)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "Magnetically induced second harmonic generation as a tool for the studies of surface magnetism"J.Magn.Magn.Mater.. 239. 351-355 (2002)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "The magneto-optical Kerr effects in metallic superlattices fabricated by monoatomic layer control-Comparison between experiments and first-principle experiments"J.Magn.Magn.Mater.. 239. 255-260 (2002)
• [Publications] 佐藤 勝昭: "Magneto-optical and Reflectivity Studies in SrTiO_3"Trans.Magn.Soc.Jpn.. 2. 167-170 (2002)
• [Publications] 石橋 隆幸: "Polaronic quasiparticle injection in organic copper (II) phthalocyanine/Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+delta> tunnel juncti"Appl.Phys.Letters. 80. 2526-2528 (2002)
• [Publications] 石橋 隆幸: "Crystal Growth of BiSrCaCuO Thin Films on Submicron-size Step Structures"J.Crystal Growth. 237-239. 762-766 (2002)