層状構造III-VI族化合物半導体超格子に関する基礎研究

层状结构III-VI族化合物半导体超晶格基础研究

基本信息

批准号：
05650292
负责人：
山田明
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650292/
关键词：
GaSe 擬二次元超格子層状半導体 III-VI族化合物半導体

项目摘要

本研究は,層状構造を有するIII-VI族化合物半導体を基板面に対して垂直に成長させ,擬二次元超格子を作製するための基礎技術を確立することを目的に行った.その結果,以下に示す成果が得られた.1.GaSe薄膜の分子線エピタキシャル成長を行い、c軸配向したGaSeを(111)GaAs面上に結晶成長させることに成功した.この場合,GaSeは層が基板に平行に積層した構造をとる.また,フォトルミネッセンス測定を行った結果,バルク膜では発光が観測されたもののエピタキシャル膜では発光が観測されなかった.これは,成長温度が350℃程度と低いために,エピタキシャル膜の膜質が十分でないためと考えられた.そこで基板温度を上げて成長を試みたが,層間の結合が弱いファンデルワールス力のため,高い基板温度において成長膜の再蒸発が起こり,良質の膜を得ることは困難であった.2.エピタキシャル膜の高品質化を図るためには,基板温度の最適化が必要であるとの観点から,GaSeとGaAs基板との間で化学結合が生じると考えられる(001)及び(112)GaAs面上への成長を試みた.その結果,500-540℃の基板温度で良質なGaSe膜をエピタキシャル成長させることに成功した.また,(001)及び(112)GaAs面上へ成長させたGaSe膜のフォトルミネッセンスを測定し,薄膜としては初めて,ドナー・アクセプタ対による発光を観測した.この時,GaSeは基板に対して(001)面上で54.7度,(112)面上で19.5度それぞれ傾いて成長した.これより,GaSeのエピタキシャル成長技術が確立し,また,擬二次元超格子を作製する上での基礎的知見が得られた.

本研究的目的是建立一种通过生长具有垂直于衬底表面的层状结构的III-VI族化合物半导体来生产准二维超晶格的基础技术。由此，获得了以下结果： 1.我们通过平行层压GaSe薄膜的分子束外延生长，成功地在（111）GaAs平面上生长了c轴取向的GaSe晶体。另外，光致发光测量的结果是，在体膜中观察到发光，但在外延膜中没有观察到发光。这是因为生长温度低至350℃，这被认为是由于膜质量不足。因此，尝试通过提高衬底温度来生长，但由于层之间的范德华键较弱，在高衬底温度下会发生生长薄膜的再蒸发。 2.为了提高外延膜的质量，需要优化衬底温度。据认为会发生化学键。结果，我们在500-540℃的衬底温度下成功外延生长了高质量的GaSe薄膜。我们测量了在(112)GaAs表面生长的GaSe薄膜的光致发光，并首次观察到薄膜形式的施主-受主对的发光。此时，GaSe相对于衬底为(001)。平面上的生长角度为54.7度，(112)平面上的生长角度为19.5度，由此建立了GaSe的外延生长技术，并获得了制作准二维超晶格的基础知识。塔。