2007 Fiscal Year Annual Research Report
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19340083
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
栃原 浩 Kyushu University, 総合理工学研究院, 教授 (80080472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 敏男 東京大学, 物性研究所, 教授 (20107395)
白澤 徹郎 東京大学, 物性研究所, 助教授 (80451889)
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| Keywords | シリコン / 電子線照射効果 / 表面構造 / 電子励起と脱励起 / ドーパント / 半導体キャリアー濃度 / 低温半導体 / LEED |
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| Research Abstract |
我々はこれまでの研究において、低速電子照射によって約40K以下で起こるSi(001)c(4x2)表面の構造の無秩序化は、相転移ではなく、電子励起によって形成した無秩序相、すなわち非平衡相であることを低温LEED装置を用いた実験で示した。19年度はサンプルのドーパントの種類と濃度による構造変化過程の違いを系統的に研究することを目的とした。というのは、我々が提案した上記現象のメカニズムによれば、ドーパントの種類すなわちイオン化エネルギー及びドーパントの濃度が、構造変化が始まる温度Tcを決めるからである.使用したドーパントの種類と抵抗率は次の5種類である.(i)B,4Ωcm;(ii))B,0.017Ωcm(iii)Ga,0,65Ωcm:(iv)P,0.012Ωcm;(v)P,0.012,(v)Sb,,4Ωcmを使用して、これまでと同様な実験を行なった.Si中でのイオン化エネルギーは、B,Ga,Sb,Pにおいて、それぞれ45,65,39,45meVであるので、不純物濃度を考慮してキャリアー濃度を各温度で計算すると、(i),(iii)及び(ii),(iv),(v)の2つのグループに分けられる.実際、Tcは(i),(iii)では60K、その他は、約45Kと2つに分かれた.この事実は、我々の提案したモデルが確からしいことをサポートしている.次に、He-Neレーザー(1.96eV)照射実験を行なったところ、明らかに、レーザー照射により構造変化が25Kで起きることを見出した.これは、表面バンド間の電子励起が構造変化の引き金であることを示しており,我々の提案したメカニズムをサポートする.一方、研究分担者の高橋と白澤は、東大物性研において、低温の高エネルギー電子反射(RHEED)装置を別予算で作製した。
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