超平坦ガリウム砒素MBEへき開再成長アニール表面の制御と理想2次元励起子系の顕微分光計測

超平坦砷化镓MBE解理-再生长退火表面的控制和理想二维激子系统的显微光谱测量

• 批准号: 02F00307
• 负责人: 秋山 英文
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00307/
• 关键词: へき開再成長法; 成長中断アニール; T型量子細線; 特徴的な島とpits; マイクロPL測定; キャリアーの流れ込み; 励起子拡張; 発行スペクトル; 励起子拡散; 発光スペクトル

1 ヘキ開再成長法と成長中断アニールによって作成されたT型量子細線の上部であるGaAs(110)面上にできた特徴的なislandとpitsの形状を観察し、atomically flatな表面が出来上がるメカニズムを明らかにした。そのためには原子間力顕微鏡を用いた表面計測が必要であり、きわめて小さい試料のプロブ探針によるスキャン観察を行った。魚と呼ばれる特徴的な形をもっている1原子層のpitsの長軸と短軸を測り、面積に対する軸の比が統計的に調べられた。得られた実験結果は小さい魚であるほど長軸が長く細く見えることを示しており、これに基づいて成長中断アニールの時、GaAs(110)面上で、もっと安定した方向へ原子移動が起こることが解り、この例を見ない平坦面の生成メカニズムを原子モデルで明らかにすることができた。この結果は2002年度の日本物理学会で発表され、さらに論文としてまとめられApplied Physics LettersとJournal of Crystal Growthなどへ発表された。特にApplied Physics Lettersでは本研究が注目を浴びて、大変名誉なことに原子移動のメカニズムを示した図が表紙に選ばれた。2 マイクロPL測定を通じて、励起子の移動による発光の温度依存性(液体He温度から比較的高温(120K)まで)のイメージ測定およびスペクトルの計測を行った。一様励起を用いた発光の空間分布計測からは魚から流れ込む励起子が周辺へトラップされて発光する摸様とislandが量子ドットになり周辺からキャリアーが流れ込む様子がはっきり観察された。点励起による励起子拡散による発光強度とスペクトルの測定も終わった。研究は大変順調で進んでおり、現在、論文執筆と発表の準備をしている。

1 观察GaAs(110)表面形成的特征岛和凹坑形状，GaAs(110)表面是通过六方再生长方法和生长间断退火制造的T型量子线的上部，以及原子级平坦表面的机制创造。为此，需要使用原子力显微镜测量表面，并使用探针扫描极小的样品。测量了具有被称为鱼的特征形状的单原子层凹坑的长轴和短轴，并统计研究了轴与面积的比率。获得的实验结果表明，鱼越小，长轴就越长、越细。基于此，在生长中断退火过程中，原子在GaAs(110)表面上以更稳定的方向运动。有了这个认识，我们发现。我们能够使用原子模型来阐明生成这种前所未有的平坦表面的机制。这些结果在2002年日本物理学会会议上发表，然后汇编成论文并发表在《Applied Chemistry Letters》和《Journal of Crystal Growth》上。这项研究在《应用物理学》杂志上受到了特别关注，其中一张显示原子转移机制的图表被选为封面，这是一项巨大的荣誉。 2 通过微 PL 测量，我们对由于激子运动（从液氦温度到相对较高的温度 (120K)）引起的发光的温度依赖性进行了图像和光谱测量。通过使用均匀激发测量发光的空间分布，可以清楚地观察到从鱼流入的激子被捕获在周围区域，发光图案和岛变成量子点，载流子从周围区域流入。点激发引起的激子扩散的发射强度和光谱的测量也已经完成。研究进展非常顺利，我们目前正在撰写论文并准备发表。

项目成果

Masahiro Yoshita, Ji-Won Oh, Hidefumi Akiyama, Loren N.Pfeiffer, Ken W.West: "Control of MBE surface step-edge kinetics to make an atomically smooth quantum well"Journal of Crystal Growth. 251. 62-67 (2003)

Masahiro Yoshita、Ji-Won Oh、Hidefumi Akiyama、Loren N.Pfeiffer、Ken W.West：“控制 MBE 表面阶跃边缘动力学以形成原子级光滑的量子阱”晶体生长杂志。

Ji-Won Oh, Masahiro Yoshita, Hidefumi Akiyama, Loren N.Pfeiffer, Ken W.West: "Step-edge kinetics driving the formation of atomically flat (110) GaAs surfaces"Appl.Phys.Lett.. 82,11. 1709-1711 (2003)

Ji-Won Oh、Masahiro Yoshita、Hidefumi Akiyama、Loren N.Pfeiffer、Ken W.West：“阶梯边缘动力学驱动原子级平坦 (110) GaAs 表面的形成”Appl.Phys.Lett.. 82,11。

H.Tajima, S.Ikeda, M.Matsuda, N.Hanasaki, Ji-Won Oh, H.Akiyama: "A light-emitting diode fabricated from horse-heart cytochrome c"Sorid State Communications. 126. 579-581 (2003)

H.Tajima、S.Ikeda、M.Matsuda、N.Hanasaki、Ji-Won Oh、H.Akiyama：“一种由马心细胞色素 c 制成的发光二极管”Sorid State Communications。

Masahiro Yoshita, et al.: "Control of MBE surface step-edge kinetics to make an atomically smooth quantum well"Journal of Crystal Growth. (2003)

Masahiro Yoshita 等人：“控制 MBE 表面阶跃边缘动力学以制造原子级光滑的量子阱”晶体生长杂志。

Ji-won Oh, et al.: "Step-edge kinetics driving the formation of atomically flat(110) GaAs surfaces"Applied Physics Letters. (2003)

Ji-won Oh 等人：“阶梯边缘动力学驱动原子级平坦 (110) GaAs 表面的形成”应用物理快报。