| 研究課題/領域番号 |
08455138
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
森崎 弘 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00029167)
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| 研究分担者 |
小野 洋 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (00134867)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1996年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
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| キーワード | ナノ構造新物質 / クラスター / 高分解能電子顕微鏡 / X線光電子分光法 / 高圧相 / 低誘電率材料 / Siドープガラス / 多層膜反射鏡 / ダイヤモンドアンビル法 / 価電子帯電子構造 / プラズモンエネルギー / 可視領域発光 / ナノ構造 / クラスタ / クーロンブロッケード / 光酸化 / テトラゴナル構造 |
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| 研究概要 |
1 Ge、Siナノ構造新物質創製とその評価
我々の開発したクラスタービーム蒸着法によって、Ge及びSiからなる、極めて粒径のそろったクラスタを形成できることを見い出し、その物性評価を行った。その結果、その結晶構造が通常のバルクの結晶構造であるダイヤモンド構造ではなく、GeにおいてはST-12構造、SiにおいてはBC-8構造と呼ばれる、いずれも、バルクでは高圧状態でのみ安定な結晶構造に相変化を起こしていることが新たに見い出された。Geナノ構造の結晶構造を詳しく同定するために、高分解能電子顕微鏡による超微粒子像の観察、個々の微粒子からのTEDパターンの解析、X線光電子分法による、ナノ構造Geの価電子帯の電子構造及びプラズモンエネルギー分析などの各種の評価技術を駆使した系統的な実験を行い、いずれも結晶構造がダイヤモンド構造ではなく、ST-12構造であるという確証が得られた。
さらに、ST-12構造の物性を明らかにする目的で、単結晶バルクGeへの高圧付加実験を行い、高圧相への相転移の機構を調べた。その結果、単に80kbarまでの圧力を印加しただけではST-12構造は出現せず、圧力を印加したままで10日程度放置した後、圧力を解放することによってST-12構造が出現することが明らかになった。また、バルクのST-12構造は常圧では準安定状態で、150℃程度の温度上昇でダイヤモンド構造に相変化することが認められた。このことは、Geナノ構造が700℃程度まで安定にST-12構造を保つことと対照的である。
Siについても、、高分解能電子顕微鏡による構造解析、薄膜X線回折実験によって、高圧相である、BC-8構造の存在が確認できた。Siは、Geに較べて著しく酸化されやすいことから、表面に形成される酸化膜が各種の評価実験の支障になることが明らかになった。
2 SiOxナノ構造膜の低誘電率 材料への応用
Siのガス中蒸発法において、雰囲気ガスに酸素を一部導入することによって形成されたSiOx膜がLSl配線間用低誘電率材料に有望であることを見い出し、これを特許化した。現在、この成果をもとに産業界との共同研究をスタートさせる段階に至っている。
3 Siドープガラス多層膜を用いた光共振器の作製
可視発光を示すSiドープガラスからの発光スペクトルから任意の比較的シャープな発光を指向性良く取り出す方法を開発した。Siドープガラス作製時の高周波スパッタ電力を周期的に変化させることによって高性能のファブリペロ干渉計用の多層膜反射鏡を製作する方法を確立した。
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