単一量子ドットの形成とそのナノ光学物性に関する研究

单量子点的形成及其纳米光学性质研究

基本信息

批准号：
10127216
负责人：
中村新男
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

走査トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)を用いて、量子井戸の断面構造、基板上の量子ドットの構造と分布を調べるとともに、単一量子ドットの電子状態、界面単位などを調べる研究を行った。1) 微傾斜GaAs(001)基板上InAs量子ドットの形成ドット形成に対する微傾斜面の影響を調べるために、[010]方向に1〜6ﾟ傾斜した微傾斜GaAs(001)基板上にInAsドットをMBE成長させた。超高真空チャンバー内で試料を加熱蒸発させることによってAsキャップ層を取り外し、InAsドットのSTM像を観測して、ドットの高さ、サイズ、密度を調べた。微傾斜GaAs(001)基板を用いることによって、ドット直径を小さくすることができるが、同時に高さも減少してより2次元的になり、ディスクに近づくことがわかった。2) STSによる単一InAs量子ドットの評価GaAs(001)基板上にMBE成長させたInAsドットとwetting layerの電子状態をSTSによって調べた。高さが5nmのドットの場合、ギャップの値は約1.3eVになるのに対し、wetting layerのスペクトルは約1.5eVのギャップを示し、その値はドットよりも大きい。これらの値は低温のフォトルミネセンスから予想されるギャップの値とほぼ一致することから、STM/STSによって、構造と対応させながら個々のドットのギャップを評価できることがわかった。3) InGaAs量子井戸の断面STM観察InGaAs/InP多重量子井戸の断面STM測定を行い、量子井戸の厚さに対応した縞状のSTM像を観測した。量子井戸構造の断面STM像の測定は可能になったが、STS測定によって電子状態の情報を得るには到っていない。

利用扫描隧道显微镜/能谱（STM/STS）研究量子阱的截面结构、基底上量子点的结构和分布，并对单个量子点的电子态、界面单元等进行研究. 1) 在微倾斜的 GaAs(001) 衬底上形成 InAs 量子点为了研究微倾斜表面对点形成的影响，在微倾斜的 GaAs(001) 衬底上形成 InAs 点，倾斜角度为 1 到 6 度MBE向[010]方向增长。通过在超高真空室中加热和蒸发样品来去除As盖层，并观察InAs点的STM图像以检查点的高度、尺寸和密度。我们发现，通过使用稍微倾斜的GaAs(001)基板，可以减小点直径，但同时高度也降低，使其更加二维并且更靠近磁盘。 2)通过STS评估单个InAs量子点通过STS研究在GaAs(001)衬底和润湿层上通过MBE生长的InAs点的电子态。对于高度为 5 nm 的点，间隙值约为 1.3 eV，而润湿层的光谱显示间隙约为 1.5 eV，比点大。这些值几乎与低温光致发光预期的间隙值相匹配，表明STM/STS可以在与结构相关的同时评估单个点的间隙。 3）InGaAs量子阱的截面STM观察我们对InGaAs/InP多量子阱进行了截面STM测量，并观察到了与量子阱厚度相对应的条纹STM图像。尽管测量量子阱结构的横截面STM图像已经成为可能，但还无法通过STS测量获得有关电子态的信息。