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異常散乱放射光マイクロ回折による混晶薄膜局所領域組成および歪みの独立決定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H03913
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

木村 滋  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主席研究員 (50360821)

研究分担者 今井 康彦  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (30416375)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2016年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード放射光 / X線回折 / 薄膜 / 異常散乱 / 半導体物性 / X線回折
研究成果の概要

Ge 原子の吸収端(11.103keV)およびその近傍のエネルギー(例えば11.000keV)のX線を用い,両者のブラッグ反射強度を比較することにより,歪緩和SiGe層内の組成を決定する手法の開発を行った.この手法のキーポイントは,マイクロ回折の強度を精密に測定することであったため,ハイブリッドピクセル検出器(ASI社製Timepix STPX-65k)を,これまで開発を進めてきた高分解能マイクロ回折装置に導入した.その結果,Ge吸収端とその近傍のエネルギーで測定された回折強度差を0.2%以下の精度で測定することが可能なシステムが開発できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,これまでX線回折ピーク位置から求めた格子定数から弾性変形理論とベガード則を利用して決定していたSiGe 層の組成を,放射光がエネルギー可変の光源であることを利用し, Ge原子のK 吸収端およびその近傍で異常散乱による強度変化から上述の仮定なしで求めるものである.本手法は,歪緩和SiGe層の歪と組成を独立に決定することができる唯一の方法である.また,この手法は他の局所領域に形成されるヘテロ薄膜材料(例えばGaInN系レーザ構造等)の組成・歪解析にも応用可能な技術である.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 放射光ナノビームX線回折による結晶評価の現状2019

    • 著者名/発表者名
      •今井康彦,隅谷和嗣,木村 滋
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 61 号: 1 ページ: 51-55

    • DOI

      10.5940/jcrsj.61.51

    • NAID

      130007606955

    • ISSN
      0369-4585, 1884-5576
    • 年月日
      2019-02-28
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Current status of nanobeam x-ray diffraction station at SPring-82019

    • 著者名/発表者名
      Imai Yasuhiko、Sumitani Kazushi、Kimura Shigeru
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2054 ページ: 050004-050004

    • DOI

      10.1063/1.5084622

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-resolution Micro- and Nano-beam Diffraction System at BL13XU of the SPring-82016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kimura, Yasuhiko Imai
    • 雑誌名

      Material Structure in Chemistry, Biology, Physics and Technology

      巻: Vol. 23, No. 3 ページ: 317-317

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ナノビームX線回折装置へのピクセル検出器の導入2019

    • 著者名/発表者名
      今井康彦,隅谷和嗣,木村 滋
    • 学会等名
      第32回放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Current status of nanobeam x-ray diffraction station at SPring-82018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Imai, Kazyshi Sumitani, and Shigeru Kimura
    • 学会等名
      Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution Micro- and Nano-beam Diffraction System at BL13XU of the SPring-82016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kimura, Yasuhiko Imai
    • 学会等名
      13th Biennial Conference on High-Resolution X-Ray Diffraction and Imaging
    • 発表場所
      ブルノ(チェコ)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 利用研究促進部門 メンバー(木村 滋)ホームページ

    • URL

      http://rud.spring8.or.jp/member/0004124.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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