| 研究課題/領域番号 |
13J06933
|
|---|
| 研究種目 |
特別研究員奨励費
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 国内 |
|---|
| 研究分野 |
無機工業材料
|
|---|
| 研究機関 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
山内 涼輔 東京工業大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2014年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
|
|---|
| キーワード | サファイア / 酸化ニッケル / 薄膜結晶成長 / 双晶 / ステップサファイア / NiO / LiNiO / パルスレーザー堆積法 / 急速熱処理 / 回折格子 / LiNiO2 |
|---|
| 研究実績の概要 |
鏡面研磨サファイアc面基板を1273 Kで熱処理すると、その表面には高さ0.22 nmのステップ&テラス構造が形成される。その基板上にLixNi1-xO薄膜を堆積後、赤外集光加熱でわずか60秒熱処理することで周期的なナノ溝構造（回折格子構造）が自己組織化形成されることをこれまでに見出していた。当該年度では、この現象の機構解明を試みた。そのために、この自己組織化形成された回折格子構造の断面透過型電子顕微鏡観察を行った結果、隣り合う薄膜テラス同士で結晶ドメインが鏡像関係にあることが、薄膜テラス同士の癒合を妨げて周期的に溝を形成する推進力となっていることが予想された。サファイアc面上への酸化ニッケルの結晶成長に関して、基板と膜の格子ミスマッチを最表面原子層の幾何の相似性から考察する、レイヤーマッチングエピタキシー（LME）モデルを新たに立てた。このモデルにより、サファイアの隣り合うテラス同士でNiOの結晶ドメインが鏡像関係になるように結晶成長する原因は、NiOが、サファイア単位胞の1/6周期に現れる酸素原子層と格子整合することだと考えた。このモデルから、サファイアの原子ステップの高さが2倍になれば、サファイア上にNiOはバイエピタキシャル成長せずにユニエピタキシャル成長することが予想された。サファイアの原子ステップを一様に2倍の高さにする報告はこれまでなかったが、その形成熱処理条件を見出し、その基板上にNiOを堆積した結果、LMEモデルから予想される通り、NiOはサファイア上にユニエピタキシャル成長した。この結果は、立方晶の機能性薄膜をサファイア上に結晶成長させたときに、双晶面（欠陥）を完全になくすことができる可能性があることを示唆しており、今後、様々な立方晶の機能性酸化物がバイステップサファイア基板上に堆積されることで、新機能創出や性能向上がもたらされると考えられる。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
