多層膜化による非平衡相結晶薄膜の安定性の研究

• 研究課題/領域番号: 03240226
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 市川 禎宏 明治大学, 理工学部, 教授 (60005965)
• 研究期間 (年度): 1991
• 研究課題ステータス: 完了 (1991年度)
• 配分額: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 1991年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 多層膜 / 非平衡相 / 薄膜成長 / RHEED

研究概要

清浄化した単結晶下地上に物質を真空蒸着すると、真空蒸着原子と下地原子との間の相互作用によって塊状では安定に存在できない構造の結晶が準安定に成長することがある。この結晶薄膜は通常、膜厚の増大と共に不安定になり、膜厚がある決まった値に達すると塊状で安定である構造に遷移する。膜厚増大に伴う非平衡相薄膜の構造不安定性を膜形成中のRHEEDその場観察と膜形成後の薄膜X線回折測定から調べられるように、本年度は主として実験装置の整備作業を行った。
非平衡相結晶薄膜の成長に使用するために購入した実験装置は6基の蒸発源とRHEED電子銃と膜厚計センサ-を備えた超高真空蒸着装置である。清浄で且つ結晶性の良い下地表面上への蒸着が非平衡相を成長させるための必要条件なので、下地清浄化のためにイオン銃を、イオン衡撃によって導入された構造欠陥を除去するために直接通電と電子ビ-ム照射による加熱機構を装置に取り付け、イオン衝撃と焼鈍の繰り返しにより下地表面の調整を行えるようにした。
6基の蒸発源を利用すると最大6成分の元素からなる薄膜を自由に作成できるが、そのためにはそれぞれの蒸発源に付設されたシャッタ-を指定された手順で次々と動かさねばならない。インタ-フェ-スボ-ドの整備とシャッタ-動作制御プログラムの開発を行い、パ-ソナルコンピュ-タからの指令で6ヶのシャッタ-を意図どうりに自由に動作させられるようにした。