アモルファスＳｉ－Ｇｅの構造と結晶化挙動

Research Project

Project/Area Number	17J06339
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Inorganic materials/Physical properties
Research Institution	Osaka Prefecture University
Research Fellow	奥川将行大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help	¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	アモルファス / シリコンゲルマニウム / 結晶化 / 構造解析
Outline of Annual Research Achievements	今年度は，組成によるアモルファス構造の違いを電子線二体分布解析によって詳しく調べた．加えて，分子動力学シミュレーションによって実験結果と類似するアモルファスの構造モデルを作り，実験では得ることが難しい結合角分布や配位数分布などの構造に関する知見を得た．それにもとづいて結晶化挙動の検討を行った．電子線二体分布関数の第1，第2および第3ピーク位置は，組成のSi濃度が増加するにつれて短距離側にシフトした．第1ピークの強度は，Si濃度が50%で最小値をとる．第2ピーク強度は，組成のSi濃度が増加するにつれて低下した．MDシミュレーションによってアモルファス構造へ組成が与える影響を検討した．Si濃度の異なるアモルファスモデルを作製して二体分布関数を計算すると，第1ピークはSi濃度が増加するにつれて短距離側にシフトし，その高さは50%で最小値をとった．これは，実験の二体分布関数をよく再現する．シミュレーションで作られたモデルの原子配列を解析してアモルファス構造を詳しく調べた．MROクラスターのサイズは組成に対して単調に変化するのではなく，Si濃度が20%と80%で極大値をとることが明らかとなった．昨年度の研究で得られたアモルファスSi-Ge薄膜の結晶化における粗大結晶粒子が形成する温度の不連続は，組成によるMROクラスターのサイズの違いから理解できる．MDシミュレーションから，アモルファスSi-Ge構造中のMROクラスターの割合およびサイズはSi濃度が80で極大値を取る．結晶化温度の不連続な変化はこのMROクラスターのサイズを反映しており，サイズの大きなクラスターを含むアモルファスではより低温で結晶化したと推測される．
Research Progress Status	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。