表面科学
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14 巻 , 2 号
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  • 三露 常男
    1993 年 14 巻 2 号 p. 64-69
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    青・緑色領域のレーザーダイオード材料として注目されているZnSe系のII-VI族化合物半導体について,分子線エピタキシー法による結晶成長と伝導型制御技術の現状を解説する。n型化は塩素,P型化は窒素の添加が有効である。特に後者については,プラズマ励起による活性窒素を成長中に添加する新しい手法により,従来きわめて困難であった低抵抗P型結晶が実現している。これらの技術を用いて作製した青緑色レーザーダイオードの特性についても紹介する。
  • 川口 悦弘
    1993 年 14 巻 2 号 p. 70-74
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    青色発光材料の一例としてレーザーダイオード作製のキーポイントとなるZnCdSe/ZnSe超格子を取り上げ,分子線エピタキシーでの成長条件およびその光学的特性について記述する。成長条件検討をもとに作製したレーザーダイオードの特性を紹介し,最後に,室温連続発振に向けて解決すべき課題について論じる。
  • 白木 靖寛
    1993 年 14 巻 2 号 p. 75-84
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    シリコン系のヘテロ構造として近年注目を集めているSiGe/Siヘテロ構造について,その作製法と光学特性について解説する。 SiGe/Siは格子定数の異なる材料からなる“歪みヘテロ構造”であり,歪みの効果によって電子帯構造が多様に変化する。この効果を利用すれば,電子デバイスはもとより,光デバイスへの応用も可能であり,光機能を取り入れた新しい集積回路実現の道が開けるとして大きな期待がもたれる。 本稿では,SiGe/Siヘテロ構造の作製方法について解説するとともに,結晶成長に伴う問題点とその解決方法について述べる。特に,臨界膜厚と,界面急峻性に大きな影響をもつ表面偏析現象について検討し,良質のヘテロ構造作製法として“表面制御エピタキシー法”と“ガスソース分子線エピタキシー法”の原理と実際を紹介する。これらの技術を用いて作製されるSiGe1Siヘテロ構造は,光学的にもすぐれた特性を有している。その例として,量子井戸における遠赤外光の吸収と発光現象について述べる。特に発光は,シリコン系材料としてはきわめて注目に値するものであり,電子帯構造との関連と,デバイス応用についての考察を行う。
  • 越田 信義, 小山 英樹, 須田 良幸
    1993 年 14 巻 2 号 p. 85-89
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    HF水溶液中で単結晶シリコンを陽極酸化処理したときに形成されるポーラスシリコン(PS)の可視発光について,研究の現状を報告する。まず,PSの発光特性を基礎物性と関連させながら整理し,つぎに表面電子構造と発光との密接な関係を裏づける最近の実験結果を紹介する。以上を総合して,PSの可視発光が効率よく発現するためには,シリコンクリスタリットへのキャリア閉じ込めと表面パッシベーションが相補的に作用し合うことが重要であることを示す。
  • 新井 敏弘
    1993 年 14 巻 2 号 p. 90-99
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
     ポーラスシリコン (PS) の発光以来注目を浴びはじめた0次元物質において出現する電子および音子におけるサイズ量子効果が, サイズによってどのように変化するかを示すと共に, Ge・Siのクラスター・超微粒子において出現する安定性に対するマジック数, 構造・結合状態の変化, 表面構造のゆらぎ・不安定性など, いわゆる0次元メゾスコピック物性について記述する。
  • 吉原 弘明, 竹林 和久, 朱 自強, 八百 隆文
    1993 年 14 巻 2 号 p. 100-104
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    The interface in a binary single quantum-well (SQW) structure of ZnSe/CdSe, where CdSe less than one monolayer is sandwiched by ZnSe layers (submonolayer SQW), is characterized by means of photoluminescence scpectroscopy. The dependence of the energy, linewidth and intensity of excitonic emission from the submonolayer SQWs on the well thickness of CdSe is extensively investigated. The characteristics of the excitonic emission are interpreted in terms of alloy formation at the interface. It is clarified that the ZnCdSe alloy is formed at the interface in ZnSe/CdSe quantum well heterostructure.
  • 篠田 幸信, 小林 慶裕, 日比野 浩樹, 杉井 清昌
    1993 年 14 巻 2 号 p. 105-112
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    Initial growth stages of Ge on Si (111) are studied from the viewpoint of intermixing of Si into the epitaxial Ge layer. Defect formation in the Ge islands was characterized by using moiré patterns taken by transmission electron microscopy (TEM). Ge islands are grown by MBE on Si(111) surfaces with an SPE-grown buffer layer, which is expected to prevent intermixing between the epitaxial Ge layer and the Si substrate. Anomalous Si incorporation into the Ge islands is analyzed by TEM moiré fringe analysis. Dislocations are visualized by means of extra 'half-lines' of the moiré fringes, and thus Burgers vectors are determined. Stacking faults are observed by a displacement of the fringe spacings Coalescence of the Ge islands and dislocation generation from the contact part of the islands are detected.
  • 嶋田 寿一, 中川 清和, 西田 彰男
    1993 年 14 巻 2 号 p. 113-118
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    Micrometer-to manometer-scale microstructures of porous Si are investigated by using highresolution scanning electron microscope (SEM), optical microscope, photoluminescence microscope and high-resolution transmission electron microscope (TEM) with aid of photoluminescence spectrometer. SEM and TEM observations revealed that the micrometer-scale structures of porous Si changed greatly by changing the anodization conditions. In contrast to those structures, the nanometer-scale structures of porous Si consisted of several nm to several tens nm single crystalline Si particles surrounded by glass structure SiOx(H). Visible photoluminescence of porous Si seems to come from these fine particles. Correlation between particle size and wavelength of photoluminescence was observed. It is difficult to explain, however, the variations in wavelength of photoluminescence by simple electron confinement model in the three dimensional quantum well structure of particles.
  • 金光 義彦, 舛本 泰章
    1993 年 14 巻 2 号 p. 119-123
    発行日: 1993/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    We have studied the origin of the strong visible photoluminescence of nanometer-size Ge crystal lites in SiO2 glassy matrix. Spectroscopic analyses and electron microscopic studies show that the room-temperature visible photoluminescence comes from Ge crystallites of diameter of 4 nm or less. The structure of Ge crystallites of diameter of 4 nm or less differs from the diamond structure.
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