ゲルマニウムナノ結晶の秩序化によるナノクリスタルメモリーの作製

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350183
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 野崎 眞次 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20237837)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 和男 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (80293116)
• Keywords: 光酸化 / ゲルマニウム / ナノクリスタル / シリコン / メモリー / MBE / ケルビンプローブ / AFM

Research Abstract

本年度は、ゲルマニウム(Ge)ドットの光酸化装置として、UV照射装置が取り付けられ、基板温度制御が可能な真空チャンバーを設計し、外注した。もっとも基板をUV照射装置に近づけた場合、購入したUV照射装置から照射されるUV光により、基板温度が400℃まで上昇することがわかり、基板の水冷を行った。これにより、基板温度を150℃まで下げることが可能となり、UV光輝度、基板温度をある程度個別に制御した光酸化実験を行うことが可能となった。
研究代表者の野崎は、7月初めに1週間海外共同研究者であるDr.Berbezierのもとに滞在し、供給してもらうMBEで作製したGeドットの試料について話し合い、試料供給においては、Dr.Betbezierのはからいで、ドイツのnstitut fur Schichten und GrenzflachenのDrs.Vescan、Stoicaからも供給されることになった。ドイツのグループは、Dr.Berbezierと共にSiGeに関するEC共同研究プロジェクトを行っており、最近LP-CVD法によりGeドットの配列に成功しておりヨーロッパではGeのナノドット作製に関する研究では名高い。供給された試料を光酸化、熱酸化し、GeドットがSiO2に埋め込まれるかどうか、野崎は、3月初めにカリフォルニア大学バークレー校に1週間滞在し、Yu教授の協力によりラマン散乱法により評価する予定である。Yu教授は、Geナノクリスタルの評価には、ラマンスペクトルの低波数に現れるLambモードが最適であることを最近のPhysical Review Bで発表しており、来年度におけるYu教授との共同研究への発展は本研究でのGeナノクリスタル評価には重要となる。Geのラマンスペクトルはピークが300cm-1にみられるのであるが、理論上ナノクリスタルにおけるフォノンの閉じ込めによるピークのシフト、ブロードニングからGeナノ粒子のサイズを決めることができるが、Ge粒子の層が一層の場合、強度が弱くノイズがのりやすく、サイズの判定が困難であったので、Lambモードによる評価に大いに期待したい。
また、前年度購入し、設置した日本電子製ケルビンプローブによる電位測定を標準試料であるPb-freeはんだ、Pd微粒子分散酸化膜を用いて行い、設定パラメータの最適化により数10nmの分解能で電位分布を測定することができるようになった。今後、作製するGeナノクリスタル分散酸化膜に応用していく予定である。

Research Products

• [Publications] Y.S.Lim: "The effects of Sb on the oxidation of Ge quantum dots"Materials Science and Engineering B. 101(1-3). 190-193 (2003)
• [Publications] I.Berbezier(編集): "Ge dots self-assembling : Surfactant mediated growth of Ge on Si stress-induced kinetic instabilities"Applied Physics Letters. 83(23). 4833-4835 (2003)
• [Publications] A.Ronda: "Experimental insights into Si and SiGe growth instabilities : Influence of kinetic growth parameters and substrate orientation"Materials Science and Engineering B. 101(1-3). 95-101 (2003)
• [Publications] A.Portavoce: "Effects of Sb on Si/Si and Ge/Si growth process"Materials Science and Engineering B. 101(1-3). 181-185 (2003)
• [Publications] F.Volpi: "Hole trapping in self-assembled SiGe quantum nanostructures"Materials Science and Engineering B. 101(1-3). 338-344 (2003)
• [Publications] I.Berbezier: "Morphological evolution of SiGe layers"Surface Science. 531(3). 231-243 (2003)
• [Publications] H.S.Nalwa(編集): "Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology"American Scientific Publisher. 10,000 (2004)
• [Publications] I.Berbezier: "Micro- and Nano-Structured Semiconductors (Special Issue, Materials Science and Engineering)"Elsevier. 347 (2003)