2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Nano Materials Science for Atomic Scale Modification |
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19053002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山本 剛久 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (20220478)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
枝川 圭一 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (20223654)
杉山 正和 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (90323534)
大西 剛 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (80345230)
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| Keywords | 機能性薄膜 / 機能元素 / 粒界 / 界面 / 透過型電子顕微鏡 / 走査透過型電子顕微鏡 |
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| Research Abstract |
パルスレーザー体積法を用いた薄膜作成について、化学量論比から微量の陽イオン比変化させたSrTiO3機能性薄膜の合成条件、ならびに、その微細組織の評価を行った。ターゲット材にはSrTiO3単結晶基板を使用し、レーザーアブレーション時の照射レーザーエネルギー密度を変化させたときに堆積されるSrTiO3ホモエピタキシャル薄膜のSr/Ti比変化を調べたところ、レーザーエネルギー密度がある閾値以下であるときにはSr過剰、それ以上ではTi過剰となることを確認した。この陽イオン比を微量変化させた薄膜の微細組織を解析したところ、薄膜中に形成される第二層組織や点欠陥組織が大きく変化することを見出した。Sr過剰組成では薄膜中にSrOのレイヤー構造が形成され、さらに、その成長方向は過剰Sr量が少ない場合には基盤面に対して垂直方向に成長するが、過剰Sr量の増加とともに基板面平行方向に変化することがわかった。一方、Ti過剰側では、過剰なTiがSr過剰試料の場合のようにTiO2などの第二層として形成されるのではなく、Sr空孔として薄膜中に含まれることがわかった。さらにこのSr空孔の原子レベルでの構造解析、ならびに、その電子状態計測についても行った。一方、これらの薄膜作成についてより高度な制御を行うことができる薄膜合成用真空チャンバーの設計についても執り行った。その他、Siフォトニック材料の回路(形状)設計、SrRuO3系薄膜の合成と微細組織解析、GaAsおよびGaP系化合物半導体薄膜の合成および薄膜中転位組織の解析などについても行った。
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