(a) 単一ドナー(輝点)のSTMトポ像。 (b) LDOSスペクトルのドナーからの距離r依存性。ε1ε3が束縛エネルギー準位を与える。(c) それぞれの束縛エネルギー準位におけるLDOS像。(d) 最低準位ε1に対応するLDOS強度のr依存性。これよりBohr半径(aB1)が求まる。

 

水素原子様単一ドナーのBohr半径・束縛エネルギーの直接測定

 

半導体デバイスに欠かせないドナー不純物の振る舞いは、水素原子モデルで近似できることが知られている。その基本特性は電子束縛エネルギーとBohr半径の2つで表現される。しかし、これまで単一ドナーについてこれらの物理量が測定されたことはなかった。我々は、半導体量子井戸表面の単一ドナーの近傍における局所状態密度(LDOS)を低温走査トンネル顕微鏡(STM)で観測することで、これらを同時に測定することに成功した(28ページ)。


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