2018 Fiscal Year Annual Research Report
Silicene surrounded by oxide- Development using self-limitation of oxidation and oxidation-induced strain
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16H05969
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小川 修一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00579203)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | リアルタイム光電子分光 / 熱酸化プロセス / 酸化反応測度論 / 酸化誘起歪み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ケイ素（Si）原子1層の層状物質であるシリセンはトポロジカル絶縁体であることが予想されており、次世代の高速・省エネデバイスへの活用が期待される。熱酸化プロセスにおける酸化反応自己停止を用いることで、酸化膜で囲まれたシリセン（シリセンインオキサイド：SIO）を作製することを目的として研究を進めてきた。本年度は以下の知見を明らかにした。
1) これまでに得られた成果を活用し、デバイス作製用のSiウェハの酸化プロセスに対応するため、旧昇温・降温が可能な赤外線加熱システムを開発した。専用の試料ホルダおよび熱電対を用いた温度測定システムを光電子分光装置に導入し、(1) 20×20mm2のSiウェハを均一に加熱できること、(2) 加熱中でも磁場や電場を発生せず、光電子のエネルギーや強度を変調することなく光電子分光測定が可能であることを確認した。
2) 昨年度明らかになったSi酸化過程における光照射効果についてさらに検証実験を行った。光照射効果によって酸化反応の自己停止が阻害されるのであれば、完全な暗条件では自己停止を実現できるのではないかと考えた。これを確かめるため、可視光や真空ゲージから発生する赤外線も一切排除した暗室条件を作り出し、この条件下では酸化反応速度の著しい低下が観測された。この結果を活用することで、Si酸化反応の精密なコントロールが可能になると期待される。
3) 光照射による酸化促進機構を半導体であるSiと比較するため、Ni基板での酸化を行った。一般的に金属基板では光照射により酸化物の還元が進行すると言われているが、Niでは逆に酸化の進行が確認された。この詳細なメカニズムについては今後の課題としたい。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Book] 放射光利用の手引き2019
Author(s)
東北放射光施設推進会議推進室
Total Pages
344
Publisher
アグネ技術センター
ISBN
978-4-901496-95-7
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[Book] X線光電子分光法2018
Author(s)
小川修一（分担執筆）
Total Pages
368
Publisher
講談社サイエンティフィク
ISBN
978-4065140475
