原子レベルでの結晶成長機構(総括班)

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04227103
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西永 頌 東京大学, 工学部, 教授 (10023128)
• 研究分担者: 藤本 正友 NTT, 光エレクトロニクス研究所, 室長 ; 武居 文彦 東京大学, 物性研究所, 教授 (60005981) ; 佐々木 昭夫 京都大学, 工学部, 教授 (10025900) ; 原田 仁平 名古屋大学, 工学部, 教授 (80016071) ; 西岡 一水 徳島大学, 工学部, 教授 (90035650)
• キーワード: 結晶成長理論 / 核形成 / 表面拡散 / 成長表面構造 / エピタキシ機構 / ヘテロエピタキシ / モンテカルロシミュレーション / ラマン分光法

研究概要

本年度は本重点領域研究発足第二年度目であり昨年度に引続き以下の5つの主要研究項目に関し研究を行った。先ず、A01)結晶成長理論に関しては多成分核形成理論の展開と精密化、成長のカイネティクスを取り入れた形態形成理論の構築、成長ステップの形態安定性、分子線エピタキシのモンテカルロシミュレーション等に関する研究を行った。次のA02)核形成と成長のカイネティクスに関しては実験を主体とする研究を行い、先ず、成長表面に形成される再構成構造が成長とともにどのように振舞うか、そのダイナミクスを調べた。次に超高分解能走査型電子顕微鏡を用いて、その内部で核形成を行わせ、核形成をその場観察することを試みた。又、A03)成長表面と界面構造に関しては、超高真空下でX線を用い原子層オーダで表面構造を明かにするためバンザイ型X線回折装置を試作し、シリコン上にシリコン酸化物の微化物の微結晶が成長する時の構造と原子的プロセスを明らかにした。又、超高真空反射型電子顕微鏡を用い、シリコンの成長時におけるステップ構造の金属不純物原子による影響を調べた。次にA04)エピタキシ機構では、特にヘテロエピタキシ成長機構に焦点をあて、基板表面のステップ構造と転位導入による格子緩和過程につき調べた。又、格子定数差の大きいヘテロエピタキシの場合に非常に薄い緩衝層を入れることがしばしば行われるがその効果についても調べた。最後にA05)環境層と成長機構に関しては、主として溶液からの成長を扱い、X線を用いたその場評価装置の試作、ガラスファイバーを成長結晶の極く近傍に置きレーザラマン分光法を用い溶液中の分子の集合・解離を調べる実験等を行った。

研究成果

• [文献書誌] K.Nisnioka and I.Kusaka: "Thermodynamic formulae of liguid phase nucleatiom from vapor in multicomponent systems." J.Chem.Phys.96. 5370-5379 (1992)
• [文献書誌] M.Tanaka,N.Ikayashi,H.Sakakibara,K.Ishida and T.Nishinaga: "Atomic Scale morphology and interface of epitaxially embedded metal (CoAe)/Semiconductor (GaAs/AeAs) heterostructures" Appl.Phys.Lett.60. 835-837 (1992)
• [文献書誌] X.Q.Shen,M.Tanaka and T.Nishinaga: "A study an AlAs growth an V-grooved substrates by MBE" 11th Record of alloy Semicomductor Physics and Electronics Symposium. 11. 333-340 (1992)
• [文献書誌] K.Yagi,A.Yamanaka,H.Sato,M.Shima,H.Ohse,S.Ogawa and Y.Tamishiro: "UHV-TEM-REM sutdies of Si(III) Surfaces" Prog.Theo.Phys.Suppl.106. 303-314 (1992)
• [文献書誌] Y.Koide,K.Itoh,S.Zaima and Y.Yasuda: "Im-Situ RHEED Study on the effect of light irradiation on Ge/Si heteroepitaxial growth by GeH_4 Source molecular beam epitaxy" J.Crystal Growth. 120. 284-289 (1992)
• [文献書誌] H.Takie,M.Koike,K.Imai,H.Sawa and Y.Iye: "Growth and properties of Lideficieut Single crystals LiVO_2." Materials Res.Bull.27. 555-562 (1992)
• [文献書誌] 西永 頌(編集): "平成4年度文部省科学研究費補助金重点領域研究「原子レベルでの結晶成長機構」第3回研究会予稿集" 本重点領域研究事務局, 322 (1992)
• [文献書誌] 西永 頌(編集): "同上第4回研究会報告論文集(Proceedings of the Sixth Topical Meeting on Crystal Growth Mecranism,英分論文集)" 本重点領域研究事務局, 455 (1993)