核形成・成長のカイネティクス

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04227101
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西永 頌 東京大学, 工学部, 教授 (10023128)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸 清 東京理科大, 理学部, 助教授 (90087354) ; 墻内 千尋 立命館大, 工学部, 教授 (80027812) ; 七里 公毅 大阪市立大, 理学部, 教授 (80046987) ; 後藤 芳彦 東京理科大, 基礎工学科, 教授 (90005942) ; 大鉢 忠 同志社大, 工学部, 教授 (40066270)
• Keywords: 核形成 / 成長カイネティクス / MBE / 表面拡散 / 原子ステップ / 再蒸発 / 巨大ステップ / 荒れた面

Research Abstract

本年度は最終年度であるので、昨年度からの研究を進めるとともにまとめる方向での研究を行った。先ず核形成の実験に関し、高真空走査型電子顕微鏡内でグラファイト基板上に銀を成長させ、核形成のその場観察を行った(後藤)。次に溶液中での核形成を電界により制御する研究を行い、核形成におよぼす電界の効果に関し、理論と実験の良い一致を得た(大鉢)。気相からの三次元核形成の初期過程を実験的に調べた(墻内)。ウィスカーなど微結晶の成長様式と成長機構を調べた(岸)。成長表面では原子(又は分子)は表面拡散によりステップまで移動する。GaAsの分子線エピタキシーにおいてはステップに来たGa原子は単純にステップに組み込まれるのではなく、その確率はAs圧に依存する。このプロセスをV溝を形成した基板における局所的成長速度を実験的に決定することにより調べた。それによると、(001)面ではこのとり込みの確率がAs圧の2乗に,(111)B面では4乗に比例することがわかった(西永)。成長表面からの原子の離脱を同異体効果により調べた(土山)。成長はステップの移動により行われるが、このステップ同志は成長原子の表面および体積拡散を通して相互作用をする。この相互作用によって形成される巨大ステップをその場観察し、その振舞を明らかにした(栗林)。物質により成長表面は、原子的に平坦になったり荒れたりする。これが成長にどのように影響するかを同一物質で圧力を加えることにより変化させ調べ、理論的に考察した(七里)。