ナノ構造の非平衡安定形状とファセッティング過程に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550031
• Research Institution: Osaka Electro-Communication University
• Principal Investigator: 安江 常夫 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (00212275)
• Keywords: ナノ構造 / ファセット / 結晶成長 / 表面・界面物性 / ナノ材料

Research Abstract

本年度は、実施初年度であったので、研究に必要な実験の準備と予備的な実験を行った。行った実験と得られた成果は以下の通りである。
1.水素終端したシリコン表面上での銅ナノ構造
シリコン表面には化学的に活性なダングリングボンドが数多く存在するため、水素を用いて活性度を下げ、その上で銅ナノ構造の作製を行った。形成されたナノ構造は、基板温度により異なる形状を示すことが明らかとなった。これは非平衡状態で成長が進むが、基板温度により安定に存在しうる相が異なっていることに起因すると考えられる。また形成されたナノ構造はファセットと有している。数多くのナノ構造について傾斜角を測定した結果、{554}、{110}、{112}、{114}または{115}といったファセットであることが明らかとなった。
2.微傾斜シリコン表面上でのゲルマニウムの成長
微傾斜したシリコン(ここではシリコン(113)面を用いた)表面上でのゲルマニウムの成長過程で形成されるナノ構造について、実時間での動的な観察が可能な低エネルギー電子顕微鏡を用いて実験を行った。その結果ある温度領域でのみ三次元クラスターの形成とそれに引き続く三次元島の形成が起こることが明らかとなった。それより基板温度が上昇すると三次元島のみが形成される。これは非平衡状態から核形成が起こるとき、表面拡散長が用いた基板のテラス幅と同程度のときのみ三次元クラスターを形成するためであると考えることができる。また、その後に形成される三次元島はファセットを有しており、低速電子回折パターンの詳細な解析により、{15x}(xは整数)なる指数であることがわかった。

Research Products

• [Publications] T.Yasue: "LEEM and LEED Study on Growth of Ge on Si(113) Surface"Journal of Vacuum Science and Technology B. 20. 2496-2499 (2002)
• [Publications] N.Kuroiwa: "Cu Nano-structure Formation and Structure Analysis on Hydrogen-Terminated Si(111) Surface"Surface and Interface Analysis. 35. 24-28 (2003)