ワイドギャップ半導体を用いた単電子ナノ構造の作製とその集積化に関する基礎研究

利用宽禁带半导体制备和集成单电子纳米结构的基础研究

• 批准号: 09233202
• 负责人: 末宗 幾夫
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09233202/
• 关键词: 青色発光素子; 量子ドット; 光ドット; ナノリソグラフィ; AFM; 選択成長; 光集積化

量子ドットを用いると,電子デバイスならびに光デバイスにおける状態密度の離散値化などにより高性能化が期待される。現在これらの実現を目指してInGaAs系を中心にその製作方法の研究進展がめざましい。しかし発光波長の観点からは赤外発光に偏っており,より広い発光波長領域への拡大や,量子ドットに閉じ込められた励起子や励起子分子の解明を進めるためには,より広範な半導体による量子ドット作製技術の展開が必要である。特にワイドギャップ半導体では発光波長の短波長化とともに,励起子束縛エネルギーが大きいことから,量子ドットを形成して室温における励起子効果をより顕在化できる可能性がある。さらにこうした電子系の量子化に加えて光場の量子化も実現し両者の相互作用を強めることができれば,高速・高性能発光素子の実現が期待できる。本研究はこのような量子ドット構造の作製ならびに光ドットの作製と両者の複合化に関連し,特にワイドギャップ半導体の自己組織化ドット構造が作製できること,また原子価不整合系ヘテロ構造ではドットが不安定になる可能性があるが,陽原子共通ヘテロ接合系では安定なドット構造が作製できることを示した。これと並行してAFM/SEM複合ナノリソグラフィによって高解像度のパタ-ニングが可能であること、パタ-ニングされたマスクを用いドット構造の選択成長も可能であることを示した。これらの成果は,今後さらに電子系の量子ドットサイズの制御,密度の向上を計るとともに,半波長(100nm程度)サイズの光ドットとの結合により高速,コヒーレントな微小発光素子,その集積化による並列光処理を実現する基礎となる。

预计使用量子点可以通过电子和光学设备中状态的离散密度提高性能。目前，正在制作生产方法的研究和发展，主要是在INGAAS系统中，目的是实现这些问题。然而，从发射波长的角度来看，发射偏向红外发射，为了扩展到更宽的发射波长范围，并阐明了被困在量子点中的激子和激子分子，需要使用半强制器来开发更宽的量子点制造技术。特别是，宽间隙半导体具有较大的激子结合能，以及发射波长的缩短，这使得形成量子点并使激子效应在室温下更明显。此外，如果除了对光场的量化以及两者之间的相互作用外，还可以增强电子系统的量化，则有望实现高速，高性能的发光设备。这项研究涉及这种量子点结构的制造，光点的制造以及两者的复合材料，并表明可以特别制作宽间隙半导体的自组装点结构，并且该点结构在稳定的杂种结构中可以在稳定的杂种结构中进行稳定的杂种结构，同时可以在稳定的杂种结构中进行稳定。同时，可以证明，AFM/SEM复合纳米光刻可以使用高分辨率模式，并且使用图案化的掩码也可以实现点结构的选择性生长。这些结果将成为进一步控制电子系统中量子点的大小并提高密度的尺寸，并实现高速，连贯的微光发射设备以及通过与半波长（约100 nm）尺寸的光学点进行集成通过集成通过集成来通过集成的光学处理。

项目成果

A.Avramescu, I.Suemune, et.al: "Atomic Force Microscope Lithography on Carbonaceous Films Deposited by Electron-beam Irradiation." Appl.Phys.Lett.Vol.72,No.6. 716-718 (1998)

A.Avramescu、I.Suemune 等人：“电子束辐照沉积碳质薄膜上的原子力显微镜光刻”。

M.Arita, I.Suemune, et.al: "CdSe Quantum Dots Formatton on(100)ZnSe/GaAs Surfaces." Nonlinear Optics.Vol.18,No.2-4. 99-102 (1997)

M.Arita、I.Suemune 等人：“(100)ZnSe/GaAs 表面上的 CdSe 量子点格式”。

M.Arita, I.Suemune, et.al.: "Self-Organized CdSe Quantum Dots on(100)ZnSe/GaAs Surfaces Grown by Metalorganic Molecular Beam Epitaxy." Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36,No.6B. 4097-4101 (1997)

M.Arita、I.Suemune 等人：“通过金属有机分子束外延生长在 (100)ZnSe/GaAs 表面上自组织 CdSe 量子点”。

I.Suemune(分担執筆): "Properties of Widegap II-VI Semiconductors" Edited by Ramesh Bhargava,IEE EMIS, 250 (1997)

I.Suemune（贡献者）：“Widegap II-VI Semiconductors 的特性”，Ramesh Bhargava 编辑，IEE EMIS，250 (1997)

A.Avramescu, I.Suemune, et.al: "AFM Nanopatterning on GaAs Substrates for Selective Area Growth of ZnSe and ZnS." Nonlinear Optics. Vol.18,No.2-4. 103-106 (1997)

A.Avramescu、I.Suemune 等人：“GaAs 基板上的 AFM 纳米图案化，用于 ZnSe 和 ZnS 的选择性区域生长。”