2014 Fiscal Year Annual Research Report
ヘテロエピタキシャル成長における歪みの原子ミキシングへの影響
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24560031
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
重田 諭吉 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (70106293)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸坂 亜希 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 助教 (20436166)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 薄膜成長 / インターミキシング / 角度分解光電子分光 / 表面伝導バンド / 走査トンネル顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機能性材料の創成に重要な薄膜成長における歪みの影響、特に、”ヘテロエピタキシャル成長における原子の混合（Intermixing）に与える歪みの影響”について焦点を絞り明らかにすることを目的とした。
平成24年度は、Intermixing が起こると薄膜成長、特に、ナノスケールの薄膜形状に大きな変化が予想されることから、Ge(111)表面上に形成するSiエピタキシャル層の成長について詳細に観察し、Ge(111)面上のSi薄膜は、Si層の厚みが2層を超えるとGe基板からSi層にGe原子がIntermixingを起こす事を明らかとした。
平成25年度は、Si/Ge/Si(111)の3層構造の中間のGe層の厚みを変えることで、最上層のSi層の歪み量を変化させる実験を試みた。この3層構造の薄膜形成では、Ge(111)面上のSi層で観測された約2.1%の延伸歪みよりも小さな約1.8％の延伸歪みを示したが、√3×√3-Agの表面バンド有効質量は約2.0m*となり、歪みのない場合と変わらなかった。ただし、この3層構造の表面では、表面が荒れるためか√3×√3構造のLEEDパターンはブロードであり、バンド分散の測定精度は余り良くないが、√3×√3-Agの表面バンド有効質量は歪みに対して線型ではないと考えられる結果を得た。
平成26年度は、Si(111)面上にアモルファスGeを数層～数十層成長させアニーリングによって、固相エピタキシ-させた表面の表面形状を観測した。このアニーリング過程における表面形状のSTM観察からIntermixingが起こるか否かの判定が可能であることを見出した。また、表面の歪み量を定量的に測定する方法として、これまで角度分解光電子分光測定のΓ点の位置から格子定数を求めていたが、反射高速電子回折の菊地線の位置変化から歪み量を見積もる手法を考案した。
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