| 研究課題/領域番号 |
07455022
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
一宮 彪彦 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023292)
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| 研究分担者 |
高橋 功 名古屋大学, 工学部, 助手 (10212010)
堀尾 吉巳 名古屋大学, 工学部, 助手 (00238792)
秋本 晃一 名古屋大学, 工学部, 助教授 (40262852)
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| キーワード | シリコン表面 / エピタキシャル成長 / 走査トンネル顕微鏡 / 反射高速原子回折 / ステップダイナミクス |
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| 研究概要 |
本研究においては走査トンネル顕微鏡(STM)により観察しやすいシリコン表面に的を絞り、その表面における孤立した島状結晶およびクレーターの緩和過程からステップへの付着、脱離の機構を調べた。まずSTM探針にシリコンを蒸着し、Si(111)およびSi(100)表面に電界蒸発法などにより孤立した島状結晶を形成し、その崩壊過程を観察した。その結果原子数2000個以下の島においては、その崩壊速度はほぼ一定であることを示した。また探針を用いて形成したクレーターの緩和過程の観察では、クレーターはシリコン原子によって時間とともに埋められ小さくなた。この時のシリコン原子の付着速度も一定となった。この時の付着および脱離の活性化エネルギーは島およびクレーターともに同じ値を示し、Si(111)表面では1.5eVまたSi(100)表面では2.0eVであった。以上のことから、シリコン表面における孤立した島およびクレーターの緩和は主にシリコン表面の2次元気体とステップとの間の付着・脱離によっていると結論した。また特にSi(111)7×7表面上での島状結晶の形成において、島表面には7×7構造とともに5×5構造が出現した。島の崩壊とともに7×7領域は急速に減少したのに対し5×5領域は直線的ステップ端を持つ6角形の2次元島として残り、いくつかの安定なマジックアイランドが出現した。このことは5×5構造のステップエネルギーが7×7構造のそれより小さいことを示しており、このことからSi(111)表面上における成長中の5×5構造の出現を説明できた。Si(111)上の金属成長においても、特に√<3>×√<3>-Au、√<3>×√<3>-Ag、√<3>×√<3>-Al表面上でのAu、Ag、Al成長成長がエピタキシャル成長であることを反射高速電子回折、STMおよびX線回折により調べた。さらにこれらの界面構造や歪みと成長構造との相関についての知見を得た。
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