ステップにおける原子配列ダイナミックスの理論的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640326
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 川村 隆明 山梨大学, 教育人間科学部, 教授 (20111776)
• Keywords: 表面ステップ / 原子配列 / 表面ダイナミックス / 理論シミュレーション / ステップ構造 / 反射方高速電子回折

Research Abstract

ステップのダイナミックスが重要な役割を果たす現象としてSi(100)面上のナノ構造島に注目し、その崩壊過程をシミュレーションにより解析した。その結果,崩壊はナノ構造島のステップから,その島がのっているテラスの端にあるステップへの原子移動によることを明らかにした。もし原子移動の行先になるステップがないときは、2次元ナノ構造島はテラス上を移動するだけで崩壊しないばかりか,逆にテラス上に散らばったアドアトムが集合して2次元島を形成する。すなわちステップは原子の湧き出し口にも取り込み口にもなり,そのダイナミックスを変えることが判明した。
ステップでの原子配列構造変化を調べるため,RHEED計算によるステップでの原子配列の解析を目的とした。まずRHEED電子の結晶内及びステップ付近での分布を明らかにする必要があるので,RHEED波動関数の計算ができる定式化を行い,プログラム開発を行った。このプログラムはこれまで困難とされていた吸収効果、減衰波があるときにRHEED波動関数を計算することを可能にした。そのプログラムを使って計算した結果,RHEEDでも定在波法が可能であることが判明した。この定在波法はX線定在波法と異り,表面に少量の吸着子が付着したときに有効で,また感度も高い。これは今後ステップでの活性の原因を解明する上で重要なものである。

Research Products

• [Publications] T.Kawamura, A.Ishii: "Monte Carlo simulation of recovery process after MBE growth on GaAs(100)"Surface Science. 493. 438-446 (2001)
• [Publications] T.Kawamura, S.Toyoshima, A.Ichimiya: "Monte Carlo simulation of decay process of pyramidal islands formed on Si(100)"Surface Science. 493. 561-567 (2001)
• [Publications] T.Kawamura, S.Toyoshima, A.Ichimiya: "Decay of pyramidal nano-island on Si(100)studied by kinetic Monte Carlo simulaion"Surface Science. (印刷中). (2002)