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2010 Fiscal Year Annual Research Report

規則配列ナノドットを用いて歪制御した極少転位ヘテロエピタキシー

Research Project

Project/Area Number 21686006
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中村 芳明  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (60345105)

KeywordsMBE、エピタキシャル / ナノ材料 / 超格子 / 結晶成長 / 表面・界面物性
Research Abstract

H21年度開発した自己組織化技術により作製した配列ナノドットテンプレート上へ、ヘテロエピタキシャル薄膜を成長する技術開発を行った。今年度、二つのナノドットテンプレートを用いて実験を行った。具体的には(1)転位ネットワークを用いて作製した配列ナノドット(2)極薄Si酸化膜を用いたナノドット、である。
(1)転位ネットワークを利用した配列SiGeナノドット上にGe薄膜を成長した。このテンプレートを用いた場合、成長温度を上げるとアイランド成長が観察された。これは、転位ネットワークを用いて形成したナノドットにおいては、ナノドットのアスペクト比が小さく、十分に歪緩和していないと考えられる。
(2)極薄Si酸化膜上ナノドット上にGe薄膜を成長した。このテンプレートを用いた場合、成長温度を三段階に分けることにより、結晶性が良く、平坦なGe薄膜がSi(001)基板上に形成できた。これは、極薄Si酸化膜を用いて形成したナノドットは球状に近く、十分に弾性的に歪緩和していると考えられる。実際に電子線回折を用いて歪緩和を評価すると、ナノドットを形成した時点で、歪緩和が生じていることがわかった。また、このヘテロピタキシャル技術を、Si(111)基板に応用した実験を行った。(001)面とは異なり、(111)ファセットができやすいことから、平坦表面を作製することは困難であった。面方位を変えた場合、成長プロセスの最適化を行う必要があることがわかった。今年度は、Si(001)基板上へのGe薄膜成長技術開発に成功したが、Si(111)基板への応用は今後の課題である。

  • Research Products

    (12 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Formation and Magnetic Properties of Ultrahigh Density Fe_3Si Nanodots Epitaxially Grown on Si(111) Substrates Covered with Ultrathin SiO_2 Films2011

    • Author(s)
      Y.Nakamura, S.Amari, S.-P.Cho, N.Tanaka, M.Ichikawa
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys.

      Volume: 50 Pages: 015501-1-015501-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-organization of two-dimensional SiGe nanodot arrays using selective etching of pure-edge dislocation network2011

    • Author(s)
      Y.Nakamura, M.Takahashi, T.Fujiwara, J.Kikkawa, A.Sakai, O.Nakatsuka, S.Zaima
    • Journal Title

      J.Appl Phys.

      Volume: 109 Pages: 044301-1-044301-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 極薄Si酸化膜を用いたエピタキシャル量子ドット二次元ナノ配列構造の自己組織化と自己修復2010

    • Author(s)
      中村芳明、村山昭之、渡邉亮子、彌田智一、市川昌和
    • Journal Title

      表面科学

      Volume: 31 Pages: 626-636

  • [Presentation] Structural analysis of Si-based nanodot arrays self-organized by selective etching of SiGe/Si films2010

    • Author(s)
      M.Takahashi, Y.Nakamura, J.Kikkawa, O.Nakatsuka, S.Zaima, A.Sakai
    • Organizer
      18th International Colloquiumon Scanning Probe Microscopy (ICSPM18)
    • Place of Presentation
      Izuatagawa, Japan
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] Two-dimensional nanoarray of SiGe epitaxial nanodots self-organized by selective etching of edge dislocation network2010

    • Author(s)
      Y. Nakamura, M. Takahashi, J. Kikkawa, O. Nakatsuka, S. Zaima, and A. Sakai
    • Organizer
      2010 Material Research Society Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston USA
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] Optical properties of GaSb thin films on Si substrates grown by nano-channel epitaxy2010

    • Author(s)
      M. Ichikawa, T. Miwa, A. Murayama, Y. Nakamura
    • Organizer
      2010 Material Research Society Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston USA
    • Year and Date
      2010-11-30
  • [Presentation] 刃状転位ネットワークの選択エッチングによるSiGeナノドット二次元配列構造の形成2010

    • Author(s)
      Y.Nakamura, M.Takahashi, J.Kikkawa, O.Nakatsuka, S.Zaima, A.Sakai
    • Organizer
      第30回表面科学学術講演会、第51回真空に関する連合講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学、日本
    • Year and Date
      2010-11-05
  • [Presentation] Self-organization and self-repair of a two-dimensional nanoarray of epitaxial Ge quantum dots using ultrathin SiO_2 film technique2010

    • Author(s)
      Y.Nakamura, A.Murayama, R.Watanabe, T.Iyoda, M., Ichikawa
    • Organizer
      International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering 2010
    • Place of Presentation
      Changzhou, China(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-20
  • [Presentation] ナノチャネルヘテロェピタキシーによるSi基板上への薄膜成長2010

    • Author(s)
      市川昌和, 三羽貴文, 村山昭之, 中村芳明
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス・長崎
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] 極薄Si酸化膜を用いたSi(111)基板上超高密度鉄系ナノドットの形成2010

    • Author(s)
      濱中啓伸, 中村芳明, 田中一樹, 吉川純, 酒井朗
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス・長崎
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] Fe_3Si nanodots epitaxially grown on Si(111) substrates using ultrathin SiO_2 film technique2010

    • Author(s)
      Y. Nakamura, S. Amari, and M. Ichikawa
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicide and Related materials Science and Technology Towards Sustainable Optoelectronics 2010
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2010-07-24
  • [Presentation] Formation of ultrahigh density iron-based nanodots on Si (111) substrates using ultrathin SiO_2 films2010

    • Author(s)
      H.Hamanaka, Y.Nakamura, K.Tanaka, J.Kikkawa, A.Sakai
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicide and Related materials Sicence and Technology Towards Sustainable Optoelectronics 2010
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2010-07-24

URL: 

Published: 2013-06-26  

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