| 研究課題/領域番号 |
61850006
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 学習院大学 |
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研究代表者 |
小川 智哉 学習院大学, 理学部, 教授 (50080437)
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| 研究分担者 |
南郷 脩史 ラトックS.E., 代表取締役
小島 崇弘 専修大学, 商学部, 教授 (50070272)
川井 頼能 学習院大学, 理学部, 研究員 (30158860)
坂井 一文 学習院大学, 理学部, 助手 (40205703)
大塚 謙一 学習院大学, 理, 助手 (30101588)
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| 研究期間 (年度) |
1986 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
37,000千円 (直接経費: 37,000千円)
1988年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
1987年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
1986年度: 21,000千円 (直接経費: 21,000千円)
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| キーワード | 赤外線散乱 / 共鳴散乱 / 化合物半導体 / 格子欠陥 / 結晶成長 / 光散乱トモグラフィー / 光散乱 / 画像処理 |
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| 研究概要 |
光散乱は「光波によって生じた電気双極子からの双極子放射」であるから、光の電場によって結晶内の電子が変化して電気分極が生ずることが必要である。このような視点からすると、電子の変位が赤外線の電場により共鳴的に生ずる場合には非常に大きな光散乱が生ずることになる。半導体の多くは赤外線に対して透明であり、欠陥にトラップされている電子の共鳴周波数は温度で変わるので、試料温度を変えながら赤外線散乱が生じている場所と強度、ならびに、それらの分布を測定することによって、半導体結晶内の電子的欠陥の分布を感度良く検出出来る。
次に、光の弾性散乱を「光の回折」という視点から眺めてみたい。回折現象はsinΘ/λで律せられるので、波長が長い赤外線の散乱ではX線小角散乱でなければ観察できないような欠陥が90度光散乱で観測される。すなわち、赤外線光散乱トモグラフィーは半導体内の格子欠陥、微少欠陥、クラスタリングなどで生じる「密度ゆらぎ」と析出微粒子、析出微粒子で装飾された転位線などを観察のに適している。
一方、X線の吸収係数は原子番号にほぼ比例するので GaAs、InPといった重い原子を含む化合物半導体結晶をX線で調べる為には、結晶を薄片化しなければならないが、赤外線は、こられの半導体を容易に透過するので、数センチといった大きな結晶でも薄片化することなく、その内部を観察することができる。
結晶に含まれる欠陥には、転位線のように結晶の成長を本質的に左右したり、成長後の熱履歴に敏感に反応するもの、成長条件の変動で導入される孤立した点欠陥とがあるが、いずれも結晶成長状態を記録した指標と見做すことが出来る。とくに、赤外線光散乱トモグラフィーのように大きな結晶を非破壊的に調べることが出来る場合には、欠陥相互の位置的関係を明瞭に把握することが出来るので、結晶の成長履歴を明らかにするのに非常に有効である。これらの目的を達成する為に赤外線共鳴散乱トモグラフィー装置を開発し、初期の目的を達成した。
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