3.InAs量子ドット鎖の自己配列形成

 量子ドット構造のデバイス作製の観点では、研究テーマ1で述べた量子ドット構造の高均一形成に加え、 さらに基板上の必要な所へ必要な個数の量子ドットを精密に配置制御する高度な作製技術が必要となります。一般にSK成長による 量子ドットの自己組織化成長の場合、基板上にランダムに形成されるため配置制御は極めて困難です。(SK成長による量子ドット の作製については、研究テーマ1を参照して下さい。)

 山口研究室では、SK成長によるInAs量子ドット構造の形成が下地結晶表面の格子歪に強く依存する点に着目し、InGaAs/GaAs歪バッファ層の 導入によるInAs量子ドット鎖の周期的な1次元配列制御法を開発しました(ref.1,2)。本研究テーマでは、新たに設計した歪バッファ層構造を導入し、 InAs量子ドット鎖の配列制御と高均一化をさらに高めることを目的とし、また量子ドット鎖への電子注入実験を進め、各量子ドット間の トンネル効果による単電子制御特性の測定を試みています。また、GaAsSbバッファ層の導入によるInAs量子ドットの2次元自己配列形成現象も 観察しており(ref.3)、将来的には、量子ドット層の積層形成との組み合わせによる量子ドットの3次元周期配列構造(量子ドットスーパークリスタル) の自己形成も期待される。

  • [ref.1] K. Yamaguchi, K. Kawaguchi and T. Kanto:“One-Dimensional Quantum-Dot Chains of InAs Grown on Strain-Controlled GaAs/InGaAs Buffer Layer by Molecular Beam Epitaxy”, Jpn. J. Appl. Phys., Vol.41, No.9AB (2002) pp.L996-L998.
  • [ref.2] T. Kanto and K. Yamaguchi:“Self-Assembled InAs Quantum-Dot Chains on Self-Formed GaAs Mesa-Stripes by Molecular Beam Epitaxy”, Jpn. J. Appl. Phys., Vol.44, No.10, (2005) pp.7690-7693.
  • [ref.3] T. Kanto and K. Yamaguchi :“In-Plane Self-Arrangement of High-density InAs Quantum Dots on GaAsSb/GaAs(001) by Molecular Beam Epitaxy ”, J. Appl. Phys., 101, No.9 (2007) pp.094901 1-4.

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