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本研究において、我々は、透過電子回折法(TED)、反射高速電子回折法(RHEED)及びオ-ジェ電子分光法(AES)を用いて、基板InSbの表面構造決定、及びその上での金属のヘテロエピタキシャル成長過程を明らかとすることを目的とした。以下にその概要を示す。
1.TED法によるInSb表面構造の解析
Patterson解析および最小二乗法を用いて、InSb(111)Bー2x2表面は、Sbのtrimerを持つ構造であることを本研究においてはじめて明らかとした。さらに、InSb(001)ーc(4x4)表面、c(8x2)表面には、ともに[110]方向にdimer列が存在することをはじめて示した。
2.金属/InSbのヘテロエピタキシ-
2ー1.In/InSb系
InSb{111}、(001)基板のいずれにおいても、基板の対称性し同じ配向性を持って成長したInは、その成長初期にはバルクのInとは異なるfcc構造をとることを見出した。また、この系のエピタキシャル配向性の基板の表面構造、極性によって大きく影響を受けることを明らかとした。
2ー2.Au/InSb(111)系
Auはこの基板上では、成長初期√3x√3構造をとる。この構造をTED法で解析した結果、HTーMTL(Honeycomblytrimerーmissing top layer)モデルが最も妥当であることがわかった。
2ー3.Ag/InSb(111)系
Agはこの基板上でStranskiーKrastanov型成長をする。その成長初期には0.4nmの膜厚まで√3x√3構造を示した。これ以上の膜厚では、Agは2種類の配向性をもってエピタキシャル成長した。
2ー4.Sn/InSb{111}系
Snは、InSb(111)Aー2x2基板上では室温においてもαーSnとして成長する。その表面は3x3構造を示し、合金層の形成、拡散等は見られなかった。一方、InSb(111)Bー2x2基板上ではSbの拡散が起こり、3x3構造が見出される膜厚がA面の場合に比べて大きくなった。この現象は(111)Bー2x2表面のSbーtrimer構造と密接な関係がある。
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