2008 Fiscal Year Annual Research Report
原子的に平坦なダイヤモンド(111)表面の大面積形成及びその機能の創出
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20760455
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
徳田 規夫 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, エネルギー技術研究部門, 産総研特別研究員 (80462860)
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| Keywords | ダイヤモンド / 半導体 / 結晶成長 / 表面制御 / 標準試料 |
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| Research Abstract |
本年度は、原子的に平坦なダイヤモンド(111)表面の大面積形成を目的に、(1)直径100μm以上のサイズのステップフリー表面の形成、(2)ダイヤモンド核形成の機構を解明に関する研究を実施した。
(1)目的のサイズを達成するために新しくマスクを作製し、成長条件の最適化を行った。その結果、マイクロ波プラズマ化学気相堆積法を用いて、メタン/水素比を0.02%以下にすることで、約100×100μm^2の原子的に平坦なダイヤモンド(111)表面の形成に成功し、課題(1)を達成した。しかし、成長丘が形成されることがあり、平坦面の成功率は10%以下であった。そのため、原子間力顕微鏡及び透過型電子顕微鏡を用いて、その成長丘の原因及び成長機構の解明を行った。その結果、その原因は螺旋転位であることが分かった。現在は、螺旋転位の原因及びその抑制方法を探索している段階である。
(2)ステップフリー表面上への核形成及び島成長を、メタン/水素比を0.05〜0.5%と制御することで表面上でダイヤモンドの核形成を可能にし、複数の島を形成することに成功し、課題(2)も達成した。この構造は"ナノメートルスケールのものさし"として適用可能であると考えられる。その成果は、Applied Physics Expressに掲載され、2009年4月17日に産業技術総合研究所からプレスリリースされた。また、その記事は毎日新聞(4/18夕刊8面)、朝日新聞(4/19朝刊2面)、日本経済新聞(4/20朝刊34面)、日刊工業新聞(4/20朝刊21面)等、計6紙に掲載された。
これらの成果について、第38回結晶成長国内会議において発表を行い講演奨励賞を受賞した。また、The second international symposium on interdisciplinary Materials Scienceにおいて招待講演を行った。
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