2006 Fiscal Year Annual Research Report
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15201026
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹田 精治 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (70163409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河野 日出夫 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教授 (00273574)
大野 裕 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80243129)
市川 聡 ナノサイエンス・ナノテクノロジー研究推進機構, 特任助手 (80403137)
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| Keywords | 電子照射 / ナノファブリケーション / 透過電子顕微鏡 / シリコン / 表面 / 金属ナノ / 粒子触媒 / ナノワイヤー |
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| Research Abstract |
「電子照射により位置制御して生成した金ナノ粒子触媒からのシリコンナノワイヤーの成長」電子照射によって粗さを導入されたシリコン表面上に蒸着された金は、適切な照射条件の場合には、照射領域の中央に凝集して直径数ナノメーターのナノ粒子になることが、これまでの本研究によって見いだされた。このナノ粒子は、金シリサイドではなく面心立方構造の金結晶であることも解析された。よって、本研究の成果として、電子照射ナノファブリケーションによって、シリコン表面上に2次元配列した金ナノ粒子を生成できることが分かった。本年度は、銅、ニッケル、アルミニウムについて実験を行ったが、金と同様の現象を再現することはできなかった。金ナノ粒子は、シリコンナノワイヤーを成長させるための触媒となる。すなわち、シリコン表面に存在する金ナノ粒子は、共晶点温度(約600K)以上では金シリサイド液滴となり、そこに化学気相成長法でシリコン原子を供給すると、それらの原子は優先的に過飽和に液滴に吸収され、やがて液滴から析出してシリコンワイヤーが形成される。ナノワイヤーの成長の基点は成長前の触媒の位置で決定される。また、シリコンナノワイヤーの成長速度は、液滴のサイズの減少と共に減少し、数nm以下のサイズの液滴ではナノワイヤーは成長しないことも分かっている。電子照射ナノファブリケーションによって選択的に生成できる液滴のサイズは、直径数ナノメーター以上であり、シリコンナノワイヤーの成長に適している。これらの特性を生かして、電子照射表面に選択的に形成した直径10mm程度の金ナノ粒子のみからナノワイヤーを成長させることに成功した。成長したナノワイヤーは、電子顕微鏡解析からシリコン結晶であることも確認した。以上より、電子照射ナノファブリケーションの新しい効用が確かめられた。
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