原子オーダリングによるブリュアン端バンド構造制御機構

原子排序的布里渊边带结构控制机制

基本信息

批准号：
08750017
负责人：
喜多隆
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

非平衡のエピタキシャル成長過程では成長表面での原子配列オーダリングによって長距離秩序構造(Long-Range Ordering)が発現することが知られている。長距離秩序にともないバンド構造はもはやバルクのものとは全く異なり、この新しいバンド構造はk空間全体にわたって変化する。本研究では、GaAs(001)基板上にOMVPE法を用いて基板温度、V/III族ガス供給比を変えて成長した(Al_xGa_<1-x>)_<0.5>In_<0.5>P混晶半導体を用いた。これらの自然超格子は成長条件によりオーダーパラメターが異なっているのが特徴である。すなわち原子オーダリングによって連続的に変化する物理量について下記の項目に主点をおいた系統的な一連の研究を行った。(1)理論計算による自然超格子によるバンド折り返しのとバンド間相互作用(2)ブリュアン端でのバンド折り返しとオーダーパラメターによる制御以上の研究の結果、(a)Tight-Binding法による理論計算を詳細に行い、自然超格子方向以外の3つのL点とX点がブリュアン端で縮退し、バンド間相互作用をしていることがわかった。(b)1eV-6eVの偏光エレクトロリフレクタンス測定を行い、ブリュアン端でのバンド間相互作用について詳細に調べ、遷移強度の秩序パラメター依存性からオーダリングに伴う電子状態の局在を突き止めた。このようにバンドの折り返しとバンド間相互作用に伴うバンド構造制御機構について明らかにできた。

已知在非平衡外延生长过程中，由于生长表面上的原子有序化而发生长程有序化。对于长程有序，能带结构不再与整体的能带结构完全一样，并且这种新的能带结构在整个 k 空间中发生变化。本研究采用OMVPE方法，通过改变衬底温度和V/III族气体供给比，在GaAs(001)衬底上生长(Al_xGa_<1-x>)_<0.5>In_<0.5>P混晶。使用了半导体。这些天然超晶格的特征是根据生长条件的不同有序参数。换句话说，我们对由于原子有序性而不断变化的物理量进行了一系列系统的研究，重点关注以下几项。 (1) 自然超晶格和能带间相互作用引起的能带折叠的理论计算 (2) 布里渊边缘的能带折叠和有序参数的控制作为除此之外的研究结果， (a) 使用紧束缚方法的详细理论计算发现自然超晶格方向以外的三个L点和X点在布里渊边缘处简并，并且存在带间相互作用。 (b) 我们进行了 1eV 至 6eV 的偏振电反射测量，以详细研究布里渊边缘的带间相互作用，并根据跃迁强度对有序参数的依赖性确定与有序相关的电子态的局部化。通过这种方式，我们能够阐明与能带折叠和带间相互作用相关的能带结构控制机制。