GaN ナノワイヤの有機金属気相成長法による形成と単一光子発生器への応用

摘要

We analyzed several growth parameter dependences of the crystal morphology of GaN nanowires grown by spontaneous or selective-area catalyst-free metalorganic chemical vapor deposition in terms of thermodynamics and reaction engineering. It has been revealed that GaN nanowires are grown under low supersaturation, and that pattern fill factors should be properly taken into account in optimizing material supply rates to grow thin GaN nanowires in selective-area MOCVD. Toward the development of high-quality single photon sources, we fabricated prototype devices based on single GaN quantum dots embedded in GaN/AIN heterostructure nanowires. Optical properties of these devices were also characterized.%独自に開発したGaN ナノワイヤの無触媒有機金属気相成長法による作製技術（自己形成法および選択成長法）について、得られる結晶の形状に影響を与えるパラメータの熱力学的および反応工学的解析を行った。その結果、GaN ナノワイヤは低過飽和度において形成されること、微細な構造の選択成長ではパターンの開口率を考慮して材料供給量を最適化する必要があること、が明らかになった。一方、高品質な単一光子発生器への応用を目指して、GaN／AlN ヘテロ構造ナノワイヤにGaN 量子ドットを組み込んだ素子を作製し、その光学特性を評価した。