原子レベルでの結晶成長機構(成長表面と界面構造)

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03243105
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 原田 仁平 名古屋大学, 工学部, 教授 (80016071)
• 研究分担者: 塚本 勝男 東北大学, 理学部, 助手 (60125614) ; 梅野 正隆 大阪大学, 工学部, 教授 (50029071) ; 北村 雅夫 京都大学, 理学部, 助教授 (70004489) ; 佐藤 清隆 広島大学, 生物生産学部, 教授 (80034479) ; 八木 克道 東京工業大学, 理学部, 教授 (90016072)
• キーワード: 結晶成長 / 成長表面・界面 / 表面・界面構造 / カソ-ド・ルミネッセンス / 高分解能電顕 / X線表面散乱 / フィ-ルド・イオン顕微鏡 / 多波干渉顕微鏡

研究概要

本研究班はX線散乱、電子顕微鏡、カソ-ドルミネッセンス法、フィ-ルド・イオン顕微鏡、光の干渉を利用した顕微鏡等の手段を駆使して、結晶成長表面及び界面の構造を明らかにし、結晶成長機構を原子レベルで解明することを目的とする班である。各々の手段による研究実績は次の如くである。
X線散乱法を用いた研究:表面界面用回折装置の設計製作が成される一方、X線表面(CTR)散乱強度と表面の流れとの関係が理論的に検討され、散乱強度の減衰から結晶表面の原子占有率に関する相関関数を求めること出来ることが示された。またSi表面と熱酸化膜との界面の構造に関する新たな知見を得た(原田)。電子顕微鏡による研究:Si(001)2×1表面上のSiのホモ・エピタキシ-成長過程のその場観察に成功し、またSi表面上にAuを吸着させるとAu原子が表面に浮き上がっているsurfactant meditated epitaxyを確認した(八木)。脂肪酸金属塩のエピタキシャル薄膜を調べ、長鎖分子の成長速度、表面拡散速度が求められた(佐藤)。分子量〜150万のアイソタクチック・ポリスチレンの厚さ数十nmの薄膜の作成に成功し、TEM観察が成された(泉)。陰極線ルミネッセンス電子顕微鏡の改良がされ、ダイヤモンドや石英中の微弱な累帯構造の高分解能像を得ることに成功した(北村)。FIMを用いた研究:装置に改良を加え、シリコンチップのFIM観察が試みられ、結晶対称性の像が得られることが確認された(梅野)。干渉を利用した光学的観察:位相シフト干渉計を製作し、1/60sec毎の位相分布がリアルタイムで観測できることを、塩素酸ナトリウム結晶の溶液成長に応用することで示した(塚本)。ポリエチレン等の厚化成長過程を光学顕微鏡で観察し、厚化成長の滑り拡散機構が明らかにされた(彦坂)。

研究成果

• [文献書誌] A.Goto: "Characterization of the (0001) Surface of Ice I_h Crystal by the Crystal Truncation Rod Scattering with the Use of a Syncrotron Radiation Source" Journal of Crystal Growth. (1992)
• [文献書誌] J.Harada: "The Evaluation of The Roughness of Crystal Surface by X-ray Scattering (1)-Theoretical Consideration-" Acta Crystallographica A. (1992)
• [文献書誌] M.Shima: "UHV-REM study of homoepitaxial growth of Si" Journal Crystal Growth. (1991)
• [文献書誌] K.Yagi: "UHV-TEM-REM Studies of Si(111) Surfaces" Progress of Theoretical Physics. (1992)
• [文献書誌] H.Minoda: "Growth of Si on Au deposited Si(111) Surfaces Studied by REM" Applied Surface Science. (1992)
• [文献書誌] K.Yase: "Growth Mechanism of Thin-Solid Film of Long Chain Compounds on the Surface of KCl Subsytrate in Molecular Level" Applied Surface Science. (1992)
• [文献書誌] K.Yase: "Molecular Orientation Changes in Thin Films of Long Chain Compounds Induced by Thermal Treatment" Journal of Crystal Growth. (1992)
• [文献書誌] K.Yase: "Two Dimentional Crystal Growth of Protein Molecules an the Air/Water Interface" Applied Surface science. (1992)
• [文献書誌] K.izumi: "The In-situ observation of the Growth of the Isotactic Polystyrene Single Crystals under an Electron Microscope" Japanese Journal of Applied Physics. (1992)
• [文献書誌] 原田 仁平(共著): "表面界面の超精密創成・評価技術" サイエンスフォ-ラム, 422 (1991)