研究課題
基盤研究(C)
(1)シリコン原子のシリコン基板上への堆積過程に対する分子動力学シミュレーションを行った。その結果、低温では、最初の数原子層のシリコン原子はエピタキシャル成長し、その後の堆積原子は不規則構造を形成するが、この結果は実験で確認されているlimited-thickness epitaxyの現象と符合すること、過渡的な表面に形成されるダイマー列の破壊と再構成の繰り返しがシリコン原子のエピタキシャル成長機構の原子論的描像であること、堆積が進むにつれてダイマー列がエネルギー的に安定化することによりダイマー列の破壊が止まり、エピタキシャル成長モードから非エピタキシャル成長モードへの遷移が起こることが分かった。(2)AuクラスターのAu基板上への堆積シミュレーションを行った。その結果、単結晶のクラスターと液体状態のクラスターのいずれもが基板に適合し、エピタキシャル構造を形成すること、単結晶のクラスターが低温の基板表面上にソフトランディングする場合には、その構造変化にエネルギー障壁が存在し、クラスターは最終的にファセットをもつエピタキシャルアイランドとなること、液体状態のクラスターが基板に適合する際には、エネルギー障壁が存在せず、スムースにエピタキシャルアイランドになること、堆積前のクラスターの状態と基板温度を変化させることによって堆積後のクラスターのモルフォロジーを制御できることが分かった。(3)Auナノワイヤの伸張シミュレーションを行なった。その結果、らせん構造を有するナノワイヤのヤング率は、<110>方向を軸とし{111}面の表面を持つ面心立方構造のナノワイヤのヤング率に比較して小さいこと、らせん構造を有するナノワイヤのヤング率は、面心立方構造のナノワイヤのヤング率と比較して、温度の上昇に伴うヤング率の減少の割合が大きいこと、らせん構造を有するナノワイヤを伸張することにより一原子鎖を作ることができることが分かった
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