InAs/GaAs(001)成長のリアルタイムX線回折測定

In situ X-ray diffraction study on InAs/GaAs(001) growth

高橋 正光; 海津 利行; 水木 純一郎

Takahashi, Masamitsu; Kaizu, Toshiyuki; Mizuki, Junichiro

放射光X線回折法により、GaAs(001)上に成長するInAsナノアイランドの高さ及び内部の格子定数分布の変化をリアルタイムで調べた。実験を行った放射光施設SPring-8の実験ステーションBL11XUには、MBE真空槽と一体化したX線回折計が設置されている。われわれは、この装置と二次元X線検出器を組合せ、ナノ構造の成長をリアルタイムでモニターする手法を開発した。本研究ではこの手法を、連続的なInAsの成長に応用し、基板温度による格子ひずみ緩和過程の違いに注目した。1.8ML程度の臨界膜厚を超えると、緩和した三次元島に由来する回折強度が出現し、同時に高さが増えはじめる。ナノアイランドの高さは、いったん飽和する挙動を示したのち、3ML程度で再び増加に転じる。このとき、格子定数分布には、InAsの固有の格子定数に近い位置で新たなピークが発達しはじめており、二つの極大を持つような分布へと変化している。この一連の変化は、三次元島の形成・島のサイズの自己制限・ミスフィット転移の発生という格子ひずみに起因する各種現象に対応している。一方、基板温度480Cにおける成長では、格子定数分布の時間変化が大きく異なる挙動を示した。高い成長温度ではさらにひずみの緩和に合金化も関与しているためと解釈できる。

no abstracts in English