| 研究概要 |
本研究はセラハックス薄膜と金属薄膜とを積層し, 積層効果と界面効果によって新しい物理的, 機械的特性を持つ材料の開発を目的としている. そのために高真空下で, 原子レベルの制御によって多層薄膜が作製可能なイオンビームスパッタ装置を設計・試作した. 材料にSiC及びAlを選び, 本装置や高周波二極スパッタ装置を用いて, SiC薄膜やAl/SiC層薄膜を作製しそれらの微視構造を検討した. 得られた主な結果を下に記す.
1.基板温度が300゜C以下の場合, SiC薄膜は非晶質構造を示した. 複合ターゲットを用いて作製したa-S_<i1-x>C_x薄膜の赤外線吸収スペクトル測定, X線・透過電子線による散乱実験から, 膜内のC量xが0〜0.5の範囲内では十分均一に分布しており, 4配位をほぼ保っていることがわかった.
2.a-S_<i0.5>C_<0.5>(a-SiC)薄膜の表面層のみの情報を持つRHEEDパターンに見られたハローピークの位置は, 薄膜全体の構造を平均化した情報を示すX線・透過電子線散乱で観察されたハローピークの位置とは異なっており, 表面層と内部では異なった構造をとっている可能性が示唆された. この表面層の構造を正確にモデル化することはできなかったが, 原子間の結合距離が長くなるとともに内部に比べて歪が大きくなり, ダングリンボンドの密度が高くなっていると考えられる.
3.a-SiC薄膜上へAlを成長させた. この二層薄膜の反射電子線回折像の解析, およびオージェ電子分光の測定結果から, Al/a-SiC界面には成長初期段階から何らかの反応層が存在する可能性が見い出された.
a-SiC/Al/a-SiC三層薄膜を真空中で673K以上の温度に加熱すると, 界面でa-SiC中のSiとCが解離し, 結晶Siの折出およびAl_4C_3の形成という反応が生じた.
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