ワイドギャップ半導体結晶における歪の高感度空間マッピング

宽禁带半导体晶体应变的灵敏空间测绘

• 批准号: 18656001
• 负责人: 足立 智
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656001/
• 关键词: 窒化ガリウム; 酸化亜鉛; 歪; 四光波混合; マッピング

本研究では,可視〜紫外域発光素子,高パワー高周波デバイスなど次世代の高性能光・電子エレクトロニクス分野への多大な貢献が期待されている結晶材料であるGaNとZnOについて,基板材料との格子不整合に由来する歪のみならず,結晶のマクロ欠陥が引き起こす歪の空間分布を主に励起子の偏極度を通じて高感度2次元マッピングする計測手法を確立することを目的とした.具体的には,よく用いられる基板であるA面サファイア上に成長したGaN薄膜を試料として,スペクトル分解四光波混合法(FWM)による回折信号を,100ミクロン程度の空間分解能で取得した.FWMを用いる理由は,信号が励起子遷移の双極子モーメントの8乗に比例するため,微小な歪による励起子の偏極度変化が増幅されて検出できるためである.また種々の基板上に成長したGaN薄膜とバルク結晶について測定を行い、分裂エネルギーと強度比の相関から、検出された一軸歪の最小値として6H-SiC試料の結果を採用すると、10^<-5>のオーダーに達している。この値は一般的なX線回折装置で検出可能な最小歪量と同等であり、当初設定した目標値を達成した。対応する励起子の分裂エネルギーは100μeV、線形分光における強度比は1.1以下(FWM分光では強度比(1.1)^4〜1.5に増幅)に相当しており、通常の光学測定では有無を議論することの難しい歪検出を実現したことになる。また同一試料内での測定では、空間的に異なる歪の存在を明らかにすることができた。

This study aimed to establish a measurement method that not only contributes to the field of next-generation high-performance optical and electronic electronics, such as visible to ultraviolet light emitting devices and high-power high-frequency devices, but also to map the spatial distribution of strain caused by macro defects in crystals, mainly through the polarization of excitons, using GaN thin film grown on A-plane sapphire, a commonly used基板，作为样本。通过大约100微米的空间分辨率获得了通过TOL分辨的四波混合方法（FWM）的衍射信号。使用FWM的原因是该信号与激子跃迁的偶极矩的第八功率成正比，因此可以扩增和检测到由于小应变而引起的激子的极化变化。此外，对在各种底物上生长的gan薄膜和散装晶体进行了测量，采用了分裂能量和强度比之间的相关性，并采用了6H-SIC样品的结果作为检测到的单轴菌株的最小值，达到了10^<-5>>>>>>>> 10^<-5>>。该值等于可以通过典型的X射线衍射设备检测到的最小失真量，并实现了最初设置的目标值。相应的激子的分裂能为100μEV，线性光谱中的强度比对应于1.1或更小（在FWM光谱中放大到强度比（1.1）^4至1.5），这意味着在普通的光学测量中是否很难讨论失真检测是否存在。此外，同一样品内的测量结果表明存在空间不同的菌株。

项目成果

Stimulated Raman adiabatic passage for photon-assisted tunneling in a double quantum dot

双量子点中光子辅助隧道效应的受激拉曼绝热通道

• 发表时间: 2007
• 期刊: physica status solidi (c) 3・12
• 作者: X.;Zhou; et. al.;S.Abe
• 通讯作者: S.Abe

In-plane anisotoropy in uniaxially-strained GaN films detected by optical diffraction technique

通过光学衍射技术检测单轴应变 GaN 薄膜的面内各向异性

• 发表时间: 2006
• 期刊: physica status solidi (c) 3・6
• 作者: S. Gu;et. al.;S.Adachi
• 通讯作者: S.Adachi

Overhauser shift in photoluminescence of excitons with fine structure from a single self-assembled InAlAs quantum dot

单个自组装 InAlAs 量子点精细结构激子光致发光的奥豪瑟位移

• 发表时间: 2007
• 期刊: physica status solidi (c) 3・12
• 作者: S.;Gu; et. al.;T.Mukumoto
• 通讯作者: T.Mukumoto

Transient pump-probe measurements for polarized excitons in strained GaN epitaxial layers

应变 GaN 外延层中极化激子的瞬态泵浦探针测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: physica status solidi (b) 243・7
• 作者: Zubaida;A. Ansari;T.Ishiguro;X.Zhou;T. Arai;X.Zhou;T.Ishiguro
• 通讯作者: T.Ishiguro

Origin of Asymmetric Splitting of a Neutral Exciton in a Single Semiconductor Quantum Dot

单半导体量子点中中性激子不对称分裂的起源

• 发表时间: 2006
• 期刊: phys. Stat. sol cVol. 3, No. 11
• 作者: I. Suemune;H. Kumano;S. Kimura;H. Sasakura;S. Adachi;S. Muto;H. Z. Song;S. Hirose;and T. Usui
• 通讯作者: and T. Usui