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Observation of strain field in single crystals by angle-resolved X-ray topography and local rocking curve imaging.

Research Project

Project/Area Number 16K05008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field General applied physics
Research InstitutionNihon University (2017-2018)
High Energy Accelerator Research Organization (2016)

Principal Investigator

TAKAHASHI Yumiko  日本大学, 理工学部, 研究員 (70339258)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平野 馨一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (40218798)
早川 恭史  日本大学, 理工学部, 教授 (40307799)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsイメージング / 放射光 / X線 / トポグラフィー / ロッキングカーブ / 歪分布 / 歪 / 炭化ケイ素
Outline of Final Research Achievements

A method has been developed to measure the wide area distortion quantitatively. By combining the grazing incidence synchrotron X-ray topography and the local rocking curve method, the constituents of lattice spacing variation and lattice plane tilt can be separated in the one-direction measurement.
This method was used to observe Al-ion-implanted SiC epitaxial wafers. It was found that the strain distribution varied according to the ion implantation conditions. The strong strain field in the surface layer was observed particularly in the high concentration ion implanted sample.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では放射光斜入射トポグラフィーとロッキングカーブ法を組み合わせた新規単結晶評価方法を開発し、薄膜・単結晶基板等に対し、面内方向と深さ方向の情報とを併せ持つ評価方法を確立した。特に従来法では十分な情報が得られなかった広域歪分布の詳細な解析が可能になった。本手法を用いることで結晶成長研究の進展やデバイス技術の改善に有用な知見が期待できるためX 線結晶学や材料物性など基礎科学への貢献とともにパワーデバイス等の材料・デバイス開発やプロセス評価など、産業分野での応用が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Performance of K-edge subtraction tomography as an application of parametric x-ray radiation2019

    • Author(s)
      Y. Hayakawa, K. Hayakawa, K. Nogami, T. Sakai, I. Sato, Y. Sumitomo, Y. Takahashi and T. Tanaka
    • Journal Title

      Phys. Rev. Accel. Beams

      Volume: 22 Issue: 2 Pages: 024701-024701

    • DOI

      10.1103/physrevaccelbeams.22.024701

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of Threading Dislocations in Ammonothermal Gallium Nitride Single Crystal Using Synchrotron X-ray Topography2018

    • Author(s)
      Y. Yao, Y. Ishikawa, Y. Sugawara, Y. Takahashi and K. Hirano
    • Journal Title

      Journal of Electronic Materials

      Volume: 47 Issue: 9 Pages: 5007-5012

    • DOI

      10.1007/s11664-018-6252-3

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Alイオン注入SiC基板の逆格子マッピングによる歪状態の観察2019

    • Author(s)
      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆格子空間マッピングと角度分解トポグラフィーによるAlイオン注入SiC基板の歪状態の観察2018

    • Author(s)
      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report
  • [Presentation] 放射光X線トポグラフィ、ラマンマッピングおよびエッチピット法によるAlNバルク単結晶の評価2018

    • Author(s)
      姚永昭、石川由加里、菅原義弘、岡田成仁、井本良、只友一行、高橋由美子、平野馨一
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射光X線トポグラフィによるEFG法β-Ga2O3単結晶基板の転位評価2018

    • Author(s)
      姚永昭、菅原義弘、石川由加里、高橋由美子、平野馨一
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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  • [Presentation] 放射光X線トポグラフィによるPVT法AlN単結晶基板の転位評価2018

    • Author(s)
      姚永昭、菅原義弘、石川由加里、岡田成仁、井本良、只友一行、高橋由美子、平野馨一
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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  • [Presentation] 斜入射角度分解トポグラフィーによるAlイオン注入SiC基板の歪分布観察2018

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      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
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      第54回X線分析討論会
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  • [Presentation] X-ray analyzer-based phase-contrast computed laminography III2018

    • Author(s)
      K. Hirano, Y. Takahashi, K. Hyodo and M. Kimura
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      第4回TIA光・量子計測シンポジウム
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance of K-edge subtraction tomography as an application of parametric x-ray radiation2018

    • Author(s)
      Y. Hayakawa, K. Hayakawa, K. Nogami, T. Sakai, I. Sato, Y. Sumitomo, Y. Takahashi and T. Tanaka
    • Organizer
      CHANNELING 2018
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 逆格子空間マッピングと局所ロッキングカーブ法によるAlイオン注入SiC基板の歪状態の観察2018

    • Author(s)
      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
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      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
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  • [Presentation] 角度分解トポグラフィーと逆格子空間マッピングによるSiC基板の歪分布観察2018

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      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
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      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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  • [Presentation] X線侵入深さ依存性を考慮した角度分解トポグラフィーによるAlイオン注入SiC基板の歪状態の観察2017

    • Author(s)
      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 角度分解トポグラフィーと局所ロッキングカーブ法によるイオン注入SiC基板の歪分布観察2016

    • Author(s)
      高橋由美子、平野馨一、志村考功、長町信治
    • Organizer
      第52回X線分析討論会
    • Place of Presentation
      筑波大学東京キャンパス文京校舎 (東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-10-26
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  • [Remarks] 日本大学量子科学研究所電子線利用研究施設ホームページ

    • URL

      http://www.lebra.nihon-u.ac.jp/

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      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report
  • [Remarks] 高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光施設ホームページ

    • URL

      http://www2.kek.jp/imss/pf/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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