2012 Fiscal Year Annual Research Report
歪み半導体の表面近傍における歪み量と価電子構造の研究
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24360018
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
武田 さくら 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (30314537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 敏男 東京大学, 物性研究所, 教授 (20107395)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 二軸引っ張り歪みシリコン / 一軸引っ張り歪みシリコン / X線回折法 / 角度分解光電子分光法 / ラマン分光 |
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| Research Abstract |
1.一軸引っ張り歪みシリコンの表面近傍での電子状態と歪み量の測定のための「その場ラマン分光装置」
の開発を行った。電子状態を測定する超高真空(UHV)角度分解光電子分光装置に隣接して除震台と分光器からなる「その場ラマン分光装置」を設置した。532nm、100mWの半導体レーザー光をビューポート越しにUHV中の試料に照射する。ラマン散乱光をUHV内で集光し平行光にする可動式集光レンズについては回転導入器とウォームギアを用いて光路を遮ることなくレンズを前後に200mm動かすことが可能な駆動機構を立ち上げた。平行光は光ファイバーを用いて分光器へ導入した。実際に立ち上げた装置で二軸引っ張り歪みシリコン及び無歪みシリコンのラマン線を測定した結果、CCD受光素子1素子当たり上0.18cm^<-1>以下、つまりシリコンの歪み量にしておよそ0.03%の測定が可能であることがわかった。当初の目標はシリコンの0.05%の歪みの測定が可能となることであったため、エネルギー分解能の目標を達成したといえる。
2.角度分解光電子分光法で価電子分散構造を測定した二軸引っ張り歪みシリコンについて、X線回折実験を行った。組成比xの異なる2種類のSi(1-x)Ge(x)/Si(001)上に成長した歪みシリコンについて、鏡面反射のロッドスキャン測定を行い、Si基板、xの値を連続的に増加させたSiGe遷移層、xが一定のSiGe層、および歪みシリコン層からの反射を分離できることが分かった。反射ピークの出現角度から評価した歪みシリコン層の平均面間隔は、組成比xの値と矛盾無く説明できることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、超高真空高分解能ラマン分光装置を立ち上げることが出来た。また角度分解光電子分光法で価電子分散構造を測定した二軸引っ張り歪みシリコンについて、X線回折実験を行い、歪みシリコン層の歪み量を求めることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
立ち上げた「その場ラマン分光装置」と角度分解光電子分光装置を用いて、一軸引っ張り歪みシリコンの歪みと電子状態の関係を明らかにする。X線回折及び低速電子回折にて混晶上の2軸引っ張り歪みシリコン層の歪み量を明らかにする。X線回折により平均格子定数を精密に測定し、低速電子回折により表面付近の面間隔を求める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度、本研究課題を遂行する中で、低速電子回折実験を平行して行うことが本課題目的達成に有用であることが判明した。未使用額が生じた要因は、この新規に浮上した実験計画に合わせ、予算執行計画を変更したことに伴うものである。次年度の使用計画では、未使用額は低速電子回折のための装置整備に使用する計画である。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] 歪み印加マニピュレータの開発2013
Author(s)
武田さくら, 坂田智裕, 山谷寛, Nur Idayu Ayob, 北川幸祐, 小久井一樹, 久米田晴香, 谷川洋平, 大門寛
Organizer
日本物理学会
Place of Presentation
広島大学東広島キャンパス
Year and Date
2013-03-28
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[Presentation] ARPES measurement of valence band structure in strained silicon2012
Author(s)
S. N. Takeda, H. Tabata, T. Sakata, N. I. Ayob, N. Maejima, H. Matsuoka, H. Daimon, T. Inaoka, T. Tezuka, T. Katayama, M. Yoshimaru
Organizer
12th International Conference on Electron Spectro scopy andStructure
Place of Presentation
Saint Malo, France
Year and Date
2012-09-20
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[Presentation] Effect of biaxial tensile strain on silicon valence band dispersion2012
Author(s)
S. N. Takeda, H. Tabata, T. Sakata, N. I. Ayob, N. Maejima, H. Matsuoka, T. Inaoka, K. Arima, T. Tezuka, T. Katayama, M. Yoshimaru, T. Imamura, H. Daimon
Organizer
31st International Conference on the Physics of Semiconductors
Place of Presentation
Zurich, Switzerland
Year and Date
2012-08-02
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