2023 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッドスーパーアトム創成による量子物性制御と新機能デバイス開発
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21H04559
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮崎 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70190759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧原 克典 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90553561)
大田 晃生 福岡大学, 理学部, 准教授 (10553620)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | Si系量子ドット / コア／シェル構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、リモートH2プラズマ(H2-RP)支援により熱酸化SiO2上にFeナノドットを高密度形成後、基板温度400℃でSiH4照射を行うことでβ-FeSi2ナノドットが形成でき、さらには、SiH4照射量を増加した場合、ドット表面にSi層が選択成長することを明らかにしてきた。本年度は、β-FeSi2コア／Siシェル構造のナノドット形成を意図し、薄層化したSOI構造およびSiO2上に予め形成した高密度Si量子ドットに、Fe超薄膜の電子線蒸着とSiH4照射を行った。
Si薄膜上にFe蒸着した後、HCl浸漬によるFe膜除去およびSiH4照射後におけるAFM表面形状像では、RMSラフネスに顕著な変化は認められないが、HCl浸漬後の試料においてXPS分析した結果、Fe膜蒸着直後と比較してFe-Oに起因するピーク強度が減少し、Fe-Siに起因する信号強度が増大していることから、Fe蒸着時にSi薄膜表面のシリサイド化が進行し、HCl浸漬により未反応のFeおよびFe酸化膜がエッチング除去できていることが分かった。また、SiH4照射直後の試料におけるXPS角度分解分析の結果、表面側においてSi-SiまたはSi-Feのピークシフトが認められることから、シリサイド層表面にSi層が堆積していることが分かった。同様のプロセスを予め形成したSi量子ドットにおいて行った結果、各工程後の表面形状像に大きな変化は認められないものの、SiH4照射後の試料では、室温において明瞭なPL信号が認められた。これらの結果は、β-FeSi2コアが極薄Siでキャップされた構造になっていることを示唆している。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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