界面構造解析・制御による薄膜成長プロセスの動的キャラクタリゼーション

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450317
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 二瓶 好正 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10011016)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 秀司 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30251466) ; 尾張 直則 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (70160950)
• Keywords: X線光電子回折 / XPED時間分解測定 / 表面変性エピタキシー / 表面合金化プロセス / tensor XPED / Cu / Ge(111)系 / 光電子ホログラフィー

Research Abstract

X線光電子回折(XPED)法により、表面上での化学反応・成長プロセス前後の原子構造の変化を精密に決定し、さらにその途中の動的過程をXPEDの時間分解測定によってリアルタイムで解析する実験的方法を確立することが本研究の目的である。XPED法の元素識別性を利用して、表面変性エピタキシーや表面合金化など、最表面原子だけでなくナノメーターオーダーの深さまでの原子が関与するためにSTMなどでは完全には解析できない系を測定・解析することを目指して、本年度は以下の研究を行った。
1.温度可変XPED-MBE装置の立ち上げ
昨年改良した試料精密回転・温度可変マニピュレーターを実効的に使用するために本年度購入したトランスファーロッドなどを組み込み、液体窒素温度から1000℃程度までの温度範囲でのMBE作製-XPED測定を可能とする装置の作製を行った。この装置の予備テストを行なったが、残念ながら時間的理由により実試料での温度変化測定までは至らなかった。
2.光電子ホログラフィー理論の精密化
温度変化による表面プロセス解析の次段階として、得られたXPEDパターンを有効に解析するために新しい原理に基づく差分光電子ホログラフィーの手法を提案し、この手法に対する基礎的な検討を行った。
3.表面合金化プロセスの検討
Ge(111)上にCuを吸着させた不整合構造をつくり、Cu原子の構造との関係を調べた。加熱により形成したCuとGeと合金相についてRHEED、XPEDでの測定および詳細な解析を行なったものの、リアルタイム測定は時間的な理由から達成できなかった。しかしながら上記の新手法と併せてこれらの系での解析手法を確立した。
4.XPED測定の高速化の検討
従来の測定をより高速化するために、2次元同時検出による測定の高速化の理論的・実験的研究や、新しいタイプの電子レンズに対する理論的検討を行い、リアルタイム測定への装置的検討を行った。

Research Products

• [Publications] Shinji Omori: "Photoelectron Diffraction Intensity Calculation by Using Tensor LEED Theory"Journal of Vacuum Science and Technology. A17. 1621-1625 (1999)
• [Publications] Shinji Omori: "Disappearance of Element-Specific Kikuchi Bands from Fluoride Surfaces"Journal of Vacuum Science and Technology. A17. 1626-1629 (1999)
• [Publications] Takanori Suzuki: "Photoelectron Diffraction Intensity Calculation by Using Tensor LEED Theoy"Surface Science Letters. 440. 881-886 (1999)