| 研究課題/領域番号 |
10450006
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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 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
森本 章治 金沢大学, 工学部, 助教授 (60143880)
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| 研究分担者 |
久米田 稔 金沢大学, 工学部, 教授 (30019773)
清水 立生 金沢大学, 工学部, 教授 (30019715)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
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| キーワード | パルスレーザアブレーション / パルスレーザ堆積 / レーザドロプレットエピタクシ / YAGレーザ / ゲルマニウム / シリコン / イットリウム鉄ガーネット / ガドリニウム・ガリウム・ガーネット / レーザアブレーション / ドロプレット / エピタクシ / イットリウム鉄ガーネット薄膜 / ガドリニウムガリウムガーネット基板 / PLD / 磁気共鳴半値幅 / ゲルマニウム薄膜 / 温度シミュレーション / 液滴状粒子 |
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| 研究概要 |
レーザアブレーション(PLA)法の特徴として堆積粒子にクラスタやミクロンサイズのdroplet(液滴状粒子)を含んでいる事が挙げられる。PLA法では一般的にdropletの生成を抑制しなければいけないとされてきた。しかし、本研究ではdropletを逆に積極的に生成し、本来気相プロセスであるPLA薄膜堆積法で液相エピタクシ(LPE)法のような結晶成長を試みたものである。なお、LPE法は堆積速度が早く、欠陥の少ない良好な結晶性の薄膜成長が可能であることが知られている。以降、Dropletを用いた本手法をLaser Droplet Epitaxy(LDE)法と呼ぶことにする。
LDE成長に最適な材料として最初にGeを選定した。これは組成ずれの心配がなく融点も低く、応用上も重要であるからである。Nd^<3+>:YAGレーザの第2高調波を用いてGe薄膜の堆積を室温で堆積を行い、大量のdropletが基板上で生成されることを確認した。そこで、600℃にまで基板温度を上げてSi基板に堆積を行ったところ、面垂直方向のみならず、面内配向も基板結晶方位にそろってGe薄膜がエピタクシャルに成長していることが確認された。この結果は、GeのLDE成長に成功したことを示すものである。
次に、マイクロ波帯で静磁波デバイスへの応用が期待されているフェリ磁性ガーネットYttrium Iron Garnet(YIG)薄膜の作製を行った。Nd^<3+>:YAGの第2高調波を用いて作製条件を最適化し、(111)GGG基板上で優先的に[111]配向したYIG薄膜を得ることができた。面内配向もそろった完全なエピタキシャル膜ではないが、かなり良好な結晶性であることがわかった。また、マイクロ波帯での伝搬損失の指標となる磁気共鳴(FMR)幅【right filled triangle】H=7.5Oeを有することが確認された。この値は、1Oe以下の値が報告されているLPE膜には及ばないが、気相法で作製された薄膜の中では良好なものである。
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