JP3399841B2 - 光導波路付き探針及びその製造方法 - Google Patents

光導波路付き探針及びその製造方法

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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピン偏極電子に
よるトンネル顕微鏡に係り、特に、そのトンネル顕微鏡
の探針及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の探針をスピン計測に応用する際に
以下のような問題がある。
【０００３】 従来の探針は光導波路を持たず、外部
より探針先端に光を照射する。そのため、探針に対して
斜めにしか照射できず、光のあたった探針部分だけが励
起する。すなわち、探針先端部に均等に光が当たらない
ため、探針先端部全体の励起が不可能である。そのた
め、従来の探針は、電子励起効率が悪く、スピン偏極電
子の取り出し効果が極めて低い。顕微鏡の観察に足る程
の十分なスピン偏極電子を得るためには強い光を当てな
くてはならない。
【０００４】 しかしながら、強い光を当てると、探
針先端部と近接している試料面に励起光が当たり試料面
側で励起光の反射吸収が起こる。
【０００５】 また、試料面からの散乱光により、探
針が励起されるが、散乱光の偏波が乱れるために、スピ
ン偏極電子のスピン偏極度が下がり、スピン計測の検出
効率が低下する。
【０００６】 従来の探針は、ＧａＡｓなどから成っ
ている。これらの材料は軟らかく、かつ、劈開性を有す
る。そのため、探針の機械的強度が弱く、試料との接触
などにより使用中に探針を壊すことが多い。またＧａＡ
ｓは融点が低いという点から、探針先端は強い光で励起
されると融ける。また、ＧａＡｓ探針は加熱してクリー
ニングすると、蒸気圧の高いＡｓが抜ける。そのため、
探針先端の構造・電子状態が変化し、スピン偏極度の高
いスピン偏極電子が得られない。また、同様の理由で、
従来の探針は加熱クリーニングして再利用することがで
きない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を除去し、弱い励起光でも効率の良いスピン計測がで
きる、機械的強度が高く壊れにくい、強励起光に対
しても使用できる、探針先端のクリーニングが容易で
ある、探針先端部が励起できる、励起光が試料に影
響を与えない、つまり、堅牢で、しかも信頼性の高い光
導波路付き探針及びその製造方法を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕光導波路付き探針において、Ｉｎ1-X'-y' Ｇａx'
Ａｌy'Ｎ層／Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層／Ｉｎ
1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層のダブルヘテロ構造の光導波
路部と、この光導波路部のＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層
に積層される錐状のＡｌx Ｇａ1-x Ｎの探針部とを設け
るようにしたものである。
【０００９】〔２〕光導波路付き探針において、Ｉｎ
1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ
層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層（０≦ｘ，ｙ，
ｘ′，ｙ′，ｘ″，ｙ″，ｘ＋ｙ，ｘ′＋ｙ′，ｘ″＋
ｙ″≦１）、かつ、前記Ｉｎ1-x-yＧａx Ａｌy Ｎ層の
バンドギャップエネルギが最小のダブルヘテロ構造の光
導波路部と、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の一部に
接続されるＡｌx Ｇａ1-x Ｎを錐状に成長させた探針部
と、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の光導波路層を伝
わった光が、前記探針部と結合し、この探針部先端で電
子を励起するようにしたものである。
【００１０】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の光導波
路付き探針において、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層
を厚く形成し、その一部を励起光入射口として大きく残
す構造にしたものである。
【００１１】〔４〕光導波路付き探針の製造方法におい
て、有機金属気相成長法を用いて、サファイア基板の
（０００１）表面にＩｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉ
ｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"
Ｎ層のダブルヘテロ構造を成長させた光導波路部を形成
し、この光導波路部のＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層に接
続される錐状のＡｌx Ｇａ1-x Ｎの探針部を形成するよ
うにしたものである。
【００１２】〔５〕光導波路付き探針の製造方法におい
て、サファイア基板の（０００１）表面に、Ｉｎ
1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ
層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層（０≦ｘ，ｙ，
ｘ′，ｙ′，ｘ″，ｙ″，ｘ＋ｙ，ｘ′＋ｙ′，ｘ″＋
ｙ″≦１）、かつ、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の
バンドギャップエネルギが最小のダブルヘテロ構造を形
成し、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の一部を露出
し、この露出したＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層面にＡｌ
x Ｇａ1-x Ｎを錐状に成長させた探針部を形成するよう
にしたものである。
【００１３】〔６〕上記〔４〕又は〔５〕記載の光導波
路付き探針の製造方法において、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx
Ａｌy Ｎ層を厚く形成し、その一部を励起光入射口とし
て大きく残すようにしたものである。
【００１４】このように、本発明は、高融点で硬い材料
であるＡｌx Ｇａ1-x Ｎを探針として用い、有機金属気
相成長法を利用し、Ｉｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ／Ｉｎ
1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎダ
ブルヘテロ構造光導波路と探針を一体化している。
【００１５】さらに、電子親和力の小さいＡｌx Ｇａ
1-x Ｎを探針として用いていることを最も主要な特徴と
する。従来の技術と比べ、励起光は探針内部の導波路を
介して探針先端まで導かれることから、試料面での励起
光の反射・吸収による影響を少なくすることができる。
【００１６】また、励起光は探針先端部分を全体を励起
することから、探針は電子励起効率が高く、スピン偏極
電子の取り出し効果が極めて高い。
【００１７】さらに、従来の探針と異なり、使用する材
料は硬度が高いため壊れ難く、材料の融点が高いので探
針は高出力励起光源による励起に耐えられ、昇温による
クリーニングができる。したがって、昇温によるクリー
ニングを行うことで探針の再利用ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【００１９】図１は本発明の実施例を示す光導波路付き
探針の製造工程断面図、図２はそれによって製造される
光導波路付き探針の断面図である。
【００２０】（１）まず、図１（Ａ）に示すように、薄
膜は有機金属気相成長法を利用し、サファイア基板（０
００１）１面にＩｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎバッファ層
２、Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層３、Ｉｎ1-x-y Ｇａ
x Ａｌy Ｎ層４およびＩｎ1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層５
を順に成長させる。
【００２１】このように、成長に当たっては、平坦な膜
を得るために、低温成長Ｉｎ1-X''- y"ＧａX"Ａｌy"Ｎバ
ッファ層２を用いている。次に、選択成長マスクの形成
を行うために、全面に膜厚０．３μｍのシリコン窒化膜
（Ｓｉ3 Ｎ4 膜）６をプラズマＣＶＤで形成する。
【００２２】すなわち、サファイア基板（０００１）１
にＩｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層５／Ｉｎ1-x-y Ｇａx
Ａｌy Ｎ層４／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層３のヘテ
ロ構造を有機金属気相成長させて、後で選択成長マスク
の役割を果たすシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）６を形成
している。
【００２３】（２）次に、図１（Ｂ）に示すように、エ
ッチングマスク用にハードベークしたフォトレジスト７
を形成し、パターニングする。次いで、探針を形成する
領域のシリコン窒化膜６及びＩｎ1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'
Ｎ層５の除去を行う。その方法は反応性イオンエッチン
グ装置を用い、シリコン窒化膜６をＣＦ4 で、続いてＩ
ｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層５を塩素ガスで、それぞれ
エッチングする。
【００２４】（３）次に、図１（Ｃ）に示すように、プ
ラズマ灰化装置でフォトレジスト７を除去する。次に、
フォトレジスト７を除去した後に残ったシリコン窒化膜
６を選択成長マスクとして用い、Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌ
y Ｎ層４上にＡｌx Ｇａ1-xＮ８を錐状に成長させる。
【００２５】（４）次に、図１（Ｄ）に示すように、シ
リコン窒化膜６を除去し、チップ化（カット）しやすい
ように硬いサファイア基板１をダイヤモンドペーストを
用いて研磨する。その後、ダイヤモンドスクライバを用
いて、チップ化する。ここでは、探針を使用する方向
（下向き）に向けている。下向きの錐状のＡｌx Ｇａ
1-x Ｎ８は探針部分、Ｉｎ1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層５
／Ｉｎ1-x-y Ｇａx ＡｌyＮ層４／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"
Ａｌy"Ｎ層３部分は、光導波路を示す。
【００２６】（５）このようにして、図２に示すよう
な、錐状のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ８と、これに接続される励
起光を導通するナローギャップＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy
Ｎ層４と、このＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層４を挟むワ
イドギャップＩｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層３とＩｎ
1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層５からなるスラブ導波路１０
を有する光導波路付き探針を得ることができる。
【００２７】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。
【００２８】図３は本発明の他の実施例を示す光導波路
付き探針の製造工程断面図、図４はそれによって製造さ
れる光導波路付き探針の断面図である。
【００２９】（１）まず、図３（Ａ）に示すように、薄
膜は有機金属気相成長法を利用し、サファイア基板（０
００１）１１面にＩｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎバッファ
層１２、Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層１３、厚いＩｎ
1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層１４を順に成長させる。次に、
フォトレジスト１５を形成し、パターニングして、励起
光導入側が厚くなるように形成し、フォトレジスト１５
を除去する。
【００３０】（２）次に、図３（Ｂ）に示すように、Ｉ
ｎ1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層１６とその全面に膜厚０．
３μｍのシリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4 膜）１７をプラズ
マＣＶＤで形成する。次に、フォトレジスト１８を形成
し、パターニングし、導波路を形成する。
【００３１】（３）次に、図３（Ｃ）に示すように、探
針としての錐状のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ１９を形成する。そ
の後、シリコン窒化膜１７を除去する。次に、チップ化
（カット）しやすいように硬いサファイア基板１１をダ
イヤモンドペーストを用いて研磨する。その後、ダイヤ
モンドスクライバを用いて、チップ化する。その後、シ
リコン窒化膜１７を除去する。
【００３２】（４）このようにして、図４に示すよう
な、錐状のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ１９と、これに接続される
励起光を導く厚めのナローギャップＩｎ1-x-y Ｇａx Ａ
ｌy Ｎ層１４と、このＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層１４
を挟むワイドギャップＩｎ1-X" -y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層１
３とＩｎ1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層１６からなるスラブ
導波路２０を有する光導波路付き探針を得ることができ
る。
【００３３】このように、励起光の入射口の面積を大き
くすることにより、励起光の結合効率が向上し、弱い励
起光で効率のよい電子励起を行うことができる。つま
り、弱い光照射下であっても電子励起効率を向上させる
ことができる。
【００３４】なお、上記各実施例においては、Ｉｎ，Ｇ
ａ，及びＡｌの各組成、成分がそれぞれ任意の組成、成
分の例を挙げているが、本願の課題を解決するための手
段における〔２〕に明らかなように、光導波路付き探針
において、Ｉｎ 1-X'-y' Ｇａ x' Ａｌ y' Ｎ層／Ｉｎ 1-x-y
Ｇａ x Ａｌ y Ｎ層／Ｉｎ 1-X"-y" Ｇａ X" Ａｌ y" Ｎ層（０
≦ｘ，ｙ，ｘ′，ｙ′，ｘ″，ｙ″，ｘ＋ｙ，ｘ′＋
ｙ′，ｘ″＋ｙ″≦１）、かつ、前記Ｉｎ 1-x-y Ｇａ x
Ａｌ y Ｎ層のバンドギャップエネルギが最小のダブルヘ
テロ構造の光導波路部と、前記Ｉｎ 1-x-y Ｇａ x Ａｌ y
Ｎ層の一部に接続されるＡｌ x Ｇａ 1-x Ｎを錐状に成長
させた探針部と、前記Ｉｎ 1-x-y Ｇａ x Ａｌ y Ｎ層の光
導波路層を伝わった光が、前記探針部と結合し、この探
針部先端で電子を励起するようにしたものである。
【００３５】また、本願の課題を解決するための手段に
おける〔５〕に明らかなように、光導波路付き探針の製
造方法において、サファイア基板の（０００１）表面
に、Ｉｎ 1-X'-y' Ｇａ x' Ａｌ y' Ｎ層／Ｉｎ 1-x-y Ｇａ x
Ａｌ y Ｎ層／Ｉｎ 1-X"-y" Ｇａ X" Ａｌ y" Ｎ層（０≦ｘ，
ｙ，ｘ′，ｙ′，ｘ″，ｙ″，ｘ＋ｙ，ｘ′＋ｙ′，
ｘ″＋ｙ″≦１）、かつ、前記Ｉｎ 1-x-y Ｇａ x Ａｌ y
Ｎ層のバンドギャップエネルギが最小のダブルヘテロ構
造を形成し、前記Ｉｎ 1-x-y Ｇａ x Ａｌ y Ｎ層の一部を
露出し、この露出したＩｎ 1-x-y Ｇａ x Ａｌ y Ｎ層面に
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎを錐状に成長させた探針部を形成する
ようにしたものである。
【００３６】上記のように構成した光導波路付き探針
は、以下のような特徴を有する。
【００３７】 高効率化 探針の材料としてＡｌx Ｇａ1-x Ｎを用いる。これらは
ワイドギャップ半導体である。特に、Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ
は３６２ｎｍ以下の波長の光で電子を励起させることが
可能であり、Ｈｅ−Ｃｄ（３２５ｎｍ）、Ａｒ（３５１
ｎｍ）、Ａｒ〔ＳＨＧ（２５７．２５ｎｍ）、ＹＡＧ
（ＴＨＧ：３５３ｎｍ）、Ｎ2 （３３７ｎｍ）レーザな
ど〕を光源として利用できる。Ａｌx Ｇａ1-x Ｎでは重
い正孔とＴＥ偏波の光が結合しやすく、そのために電子
の励起効率が良い。
【００３８】従って、弱い励起光でも効率の良いスピン
計測を行うことができる。
【００３９】 探針の強度 探針として、硬度の高いＡｌx Ｇａ1-x Ｎ混晶系の窒化
物を用いる。従って、機械的強度が高く、壊れにくい探
針を得ることができる。
【００４０】 強い励起光に対する耐性 探針として、融点の高いＡｌx Ｇａ1-x Ｎ混晶系の窒化
物を用いる。従って、強い励起光下でも、探針先端の構
造が変化することのない探針を得ることができる。
【００４１】 探針先端のクリーニング 探針として、融点の高いＡｌx Ｇａ1-x Ｎ混晶系の窒化
物を用いる。従って、通電加熱などによる高温での探針
先端の脱ガスと汚染物質の除去が可能となり、探針先端
のクリーニングを行うことができる。
【００４２】 探針へ励起光を外部に漏らさず導入す
るための光導波路構造 光導波路を探針と一体化するために半導体からなるスラ
ブ導波路を利用する。バンドギャップが小さい半導体を
バンドギャップの広い半導体で挟み込んだダブルヘテロ
構造は光のスラブ導波路となる。導波する光のモードは
中心材料の厚さと屈折率を制御することにより制御可能
である。たとえば、Ａｌx Ｇａ1-x Ｎを探針とし、３２
５ｎｍ（Ｈｅ−Ｃｄレーザ）を励起光とした場合、３２
５ｎｍの光を吸収しないＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ（２
０ｎｍ）、をＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ、Ｉｎ1-x-y Ｇ
ａx Ａｌy Ｎで挟み込んだ導波路が利用できる。また、
導波路の総厚みは光の波長オーダ、導波路の幅は光の半
波長度と小さく、小型化が要求される装置への取り付け
が容易である。
【００４３】従って、励起光を探針内部より探針先端部
へと導くことが可能となり、励起光の試料面での反射・
吸収による励起光強度の不均一性および偏波の乱れを少
なくすることができる。
【００４４】 探針部と光導波路の一体化 光導波路部分は有機金属気相成長法を利用する。クラッ
ド部分をエッチングして露出したＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌ
y Ｎ表面に探針部分となるＡｌx Ｇａ1-x Ｎ単結晶を成
長させる。
【００４５】従って、探針と光導波路の一体化が可能と
なり、励起光が導波路を通り直接探針先端部全体を励起
するので、電子励起の高効率化が図れ、励起光の試料面
での反射・吸収による励起高強度の不均一性および偏波
の乱れを少なくすることができる。
【００４６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００４７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００４８】〔Ａ〕探針部分を構成しているＡｌx Ｇａ
1-x Ｎにおいて、重い正孔とＴＥ偏波の光が効率良く結
合する。また、光導波路を通って探針へ導かれる励起光
は、導波路中で吸収されることなく、かつ外部に漏れる
こともないため、効率よく探針先端部へ到達し、探針先
端部全体が励起する。
【００４９】また、光導波路の励起光入射口部分を広げ
ることによって、探針外部に配置された光源からの入射
光を効率良く光導波路に結合することができる。このこ
とから、弱い励起光でも効率のよいスピン計測が期待で
き、強い励起光を必要としないこと、試料面へ励起光が
漏れることが少ないので、励起光による試料表面状態へ
の影響がなくなる。
【００５０】〔Ｂ〕硬い材料を探針に用いることから、
測定中に発生する試料との接触により、探針が壊れるこ
とがない。
【００５１】〔Ｃ〕高融点材料を探針として用いること
から、スピン計測の効率をより向上しようとして強い励
起光を用いても、その強い励起光により探針が溶けるこ
とがなく、探針の構造も変化しない。
【００５２】〔Ｄ〕高融点材料を探針として用いること
から、探針の先端部が汚染した時、探針に光照射あるい
はヒータからの熱伝導によって通電、探針を高温にし、
汚染物質を蒸発させることによって、探針の先端部をク
リーニングすることができる。通電のためには、窒化物
の成長時にＳｉをドーピングした材料を用いる。その比
抵抗は０．０１Ω・ｃｍのオーダーとなり通電が容易と
なる。
【００５３】このように通電加熱などによる高温でのク
リーニングを行っても、探針の形状・特性を損なうこと
がないので、探針先端の状態を一定に保つことができ、
また汚れた探針を再利用できる。
【００５４】〔Ｅ〕有機金属気相成長法を利用すると、
Ａｌx Ｇａ1-x Ｎの成長を基板上で同時に複数起こすこ
とができる。すなわち、全く同じ探針を複数生産できる
ため、複数の探針に関して同じ条件での測定が可能とな
る。また、大量生産も可能であり、安価に製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す光導波路付き探針の製造
工程断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す光導波路付き探針の断面
図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す光導波路付き探針の
製造工程断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す光導波路付き探針の
断面図である。
【符号の説明】
１，１１ サファイア基板（０００１） ２，１２ Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎバッファ層 ３，１３ Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層 ４ Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層 ５，１６ Ｉｎ1-x'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層 ６，１７ シリコン窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4 膜） ７，１５，１８ フォトレジスト ８，１９ 錐状のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ １０，２０ スラブ導波路 １４ 厚いＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−295326（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243216（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−293134（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−333233（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−302965（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−106465（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−43324（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−268283（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70506（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−214054（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−176482（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−232628（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−93192（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289035（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路付き探針において、 （ａ）Ｉｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉｎ1-x-y Ｇａ
    x Ａｌy Ｎ層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層のダブル
    ヘテロ構造の光導波路部と、 （ｂ）該光導波路部のＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層に積
    層される錐状のＡｌxＧａ1-x Ｎの探針部とを具備する
    ことを特徴とする光導波路付き探針。
  2. 【請求項２】 光導波路付き探針において、 （ａ）Ｉｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉｎ1-x-y Ｇａ
    x Ａｌy Ｎ層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層（０≦
    ｘ，ｙ，ｘ′，ｙ′，ｘ″，ｙ″，ｘ＋ｙ，ｘ′＋
    ｙ′，ｘ″＋ｙ″≦１）、かつ、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx
    Ａｌy Ｎ層のバンドギャップエネルギが最小のダブルヘ
    テロ構造の光導波路部と、 （ｂ）前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の一部に接続さ
    れるＡｌx Ｇａ1-x Ｎを錐状に成長させた探針部と、 （ｃ）前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の光導波路層を
    伝わった光が、前記探針部と結合し、該探針部先端で電
    子を励起するようにしたことを特徴とする光導波路付き
    探針。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の光導波路付き探針
    において、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層を厚く形成
    し、その一部を励起光入射口として大きく残す構造にし
    たことを特徴とする光導波路付き探針。
  4. 【請求項４】 光導波路付き探針の製造方法において、 （ａ）有機金属気相成長法を用いて、サファイア基板の
    （０００１）表面にＩｎ1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉ
    ｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"
    Ｎ層のダブルヘテロ構造を成長させた光導波路部を形成
    し、 （ｂ）該光導波路部のＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層に接
    続される錐状のＡｌxＧａ1-x Ｎの探針部を形成するこ
    とを特徴とする光導波路付き探針の製造方法。
  5. 【請求項５】 光導波路付き探針の製造方法において、 （ａ）サファイア基板の（０００１）表面にＩｎ
    1-X'-y' Ｇａx'Ａｌy'Ｎ層／Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ
    層／Ｉｎ1-X"-y" ＧａX"Ａｌy"Ｎ層（０≦ｘ，ｙ，
    ｘ′，ｙ′，ｘ″，ｙ″，ｘ＋ｙ，ｘ′＋ｙ′，ｘ″＋
    ｙ″≦１）、かつ、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の
    バンドギャップエネルギが最小のダブルヘテロ構造を形
    成し、 （ｂ）前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層の一部を露出
    し、該露出したＩｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層面にＡｌx
    Ｇａ1-x Ｎを錐状に成長させた探針部を形成することを
    特徴とする光導波路付き探針の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の光導波路付き探針
    の製造方法において、前記Ｉｎ1-x-y Ｇａx Ａｌy Ｎ層
    を厚く形成し、その一部を励起光入射口として大きく残
    すようにしたことを特徴とする光導波路付き探針の製造
    方法。
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