有機金属気相選択成長法による化合物半導体ナノワイヤのナノ発光素子応用

有机金属气相选择性生长法化合物半导体纳米线在纳米发光器件中的应用

• 批准号: 13J01918
• 负责人: 小橋 義典
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01918/
• 关键词: 半導体ナノワイヤ; 有機金属気相成長法; 選択成長法; ナノ構造・ナノ材料; ナノデバイス; 単一光子光源; 量子暗号通信

【研究目的】理論上盗聴不可能な量子暗号通信技術実現に向け、単一半導体量子ドットによるオンデマンド型単一光子源の研究が活発化している。オンデマンド型単一光子源の実現には、量子ドットの位置・サイズを加工損傷無く適切に制御することが重要である。しかし、従来の平面(プレーナ)技術を基盤とする量子ドット形成技術では、量子ドットの位置・サイズ制御や加工損傷無く光取出効率を向上させることが困難である。一方有機金属気相選択成長法では、高い光取出効率を有するナノワイヤの内部に単一量子ドットを埋め込んだ構造(ナノワイヤ量子ドット)を加工損傷無く形成でき、その位置・サイズ制御が容易である。本研究では、有機金属気相選択成長法で形成したナノワイヤ量子ドットによる、オンデマンド型単一光子源の実現を目的とする。【研究内容・意義・重要性】採用第1年度目は、優れた電子・光学特性を有するInGaAs系のナノワイヤ量子ドットの作製技術確立を目標とした。目標達成には、InGaAsナノワイヤの高度な形状・混晶組成制御技術が必要である。そこで、ナノワイヤの形成・制御に重要であるV/III比(V族原料とIII族原料の供給比)がナノワイヤ形状・混晶組成へ与える影響を調査した。その結果、V/III比はナノワイヤ形状・混晶組成に大きく影響することがわかった。更に、その影響の大きさはIII族原料の供給比(InとGa原料の供給比)に依存して変化することがわかった。これは、III族原料の供給比によってナノワイヤ表面へのInとGaの取り込み方が変化するためである。この成果は、2件の国際会議発表(口頭)及び1件の学術論文(査読あり)として公開されており、本研究課題の達成において重要な知見である。そして、電子・光学材料分野の発展に貢献するだけでなく、他の技術分野にも波及効果があると考えられる。

[研究目的]为了实现量子加密通信技术（理论上是不可接受的量子加密通信技术），使用单个半导体量子点对单个点单光源进行研究。在实现按需单个光源时，重要的是在不处理或损坏的情况下正确控制量子点的位置和大小。但是，在基于常规平面（播放器）技术的量子点形成技术中，很难提高光线效率而没有量子点位置，尺寸控制或处理的损坏。另一方面，在有机金属AHACHO选择增长法中，结构（纳米线量子点）嵌入了（纳米线量子点），其中单个量子点嵌入了高光效率中，无需任何处理即可形成高光效率损坏及其位置和尺寸控制很容易。在这项研究中，目的是实现由有机金属相选择生长定律形成的纳米线量子点的按需单个光源。 [研究内容，意义和重要性]在招募的第一年，目标是建立制造纳米线量子点的技术，该数据具有出色的电子和光学性能。实现目标需要先进的形状和混合组成控制技术的Ingaas纳米线。因此，我们研究了V/III比（V -III原材料的供应比）的影响，这对于纳米电线的形成和控制对纳米线形状和混合晶体组成很重要。结果，发现V/III比对纳米线形状和混合晶体组成具有显着影响。此外，发现影响的大小取决于III原材料的供应比（IN和GA原材料的供应比）。这是因为根据III原材料的供应比，在纳米线表面上掺入和GA的方法变化。该结果已作为两个国际会议（口头）和一份学术论文（带有同行评论）发表，这是实现这一研究主题的重要知识。除了促进电子和光学材料领域的发展外，其他技术领域还被认为具有连锁反应。

项目成果

Composition-Dependent Growth Dynamics of Slectively Grown InGaAs Nanowires

选择性生长 InGaAs 纳米线的成分依赖性生长动力学

• DOI: 10.1088/2053-1591/1/1/015036
• 发表时间: 2014
• 期刊: Materials Research Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Y. Kohashi;S. Hara;J. Motohisa
• 通讯作者: J. Motohisa

Influence of V/III Ratio on the Growth of lnGaAs Nanowires in Slelective-Area MOVPE

V/III比对选择性区域MOVPE中InGaAs纳米线生长的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: Y. Kohashi;S. Hara;J. Motohisa
• 通讯作者: J. Motohisa