1999 年度実績報告書

酸化物薄膜最表面分析用高温精密試料台の開発と小型レーザーMBE装置との複合化

研究課題

研究課題/領域番号	10555308
研究機関	東京工業大学
研究代表者	川崎雅司東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (90211862)
キーワード	ゴニオメーター / 成長ダイナミクス / 表面分析ツール / パルスレーザー堆積法 / レーザー光試料加熱 / Nd:YAGレーザー / step-flow成長 / ベアリング
研究概要	酸化物薄膜の成長ダイナミクスを様々な表面分析ツールを用いて解析するには、それ用の試料ステージを作成する必要があるとの認識で研究をスタートした。要件は、1)超高真空から酸素1気圧でのいかなる環境においても、1000℃以上の高温に加熱でき、試料位置や角度を任意に設定しうるコニオメーターであること。(2)低速イオンや電子線などの粒子を使う分析用に、磁場の発生が無いこと。従って電流による試料加熱ではなく光を用いた加熱であること、である。昨年度は、第2番目の要件を満たすべく、300W-CW発振のNd:YAGレーザーを購入し、レーザー光を用いた試料加熱の可能性について検討した。ここでは、簡易的に、適当な光学系を用いてレーザー光をビューポートから真空中に導き、試料サセプター(インコネル製)に集光した。約100Wのエネルギーで1cm角の試料を1000℃以上に加熱でき、その制御が可能であることを確認した。この結果、初めて酸化物薄膜のstep-flow成長が可能であることを示した。本年度は、この結果を受けてゴニオメターの設計と製作を行った。特に(1)加熱部の可動機構のベアリングの設定とその保持機構、(2)真空中での光ファイバーによるレーザー光の取り回しとその反射・集光の部品の選定、光学系の設計と最適化、に苦労した。問題点を一つずつ解決し、最新バージョンでは、毎日の実験を約4ヶ月繰り返してもトラブルの発生しないゴニオメターが完成した。ルーチンの実験では、やはり100W以下のレーザーパワーで1000℃の加熱が可能である。高温でのRHEEDやイオン散乱分光のアジマススキャンも可能であることを確認し、目標仕様を満たす装置としては市販が可能なレベルで完成した。このゴニオ上の基板に、その場で酸化物エピタキシーが可能であること、その薄膜を複合化したSTMを用いて表面の原子レベル解析が可能であることも確認した。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] M.Lippmaa: ""Step-flow growth of SrTiO_3 thin films with a dielectric constant exceeding 10^4""Appl.Phys.Lett.. 74. 3543-5345 (1999)
[文献書誌] S.Ohashi: ""Compact laser molecular beam epitaxy system using laser heating of substrate for oxide film growth""Rev.Sci.Instrum.. 70. 178-183 (1999)
[文献書誌] N.Nakagawa: ""Analysis of SrTiO_3 Step-Flow Growth by using RHEED""J.Korean Phys.Soc.. 35. S130-S133 (1999)
[文献書誌] M.Lippmaa: ""Dynamics of SrTiO_3 surface during wet etching and high-temperature annealing""Ferroelectrics. 224. 373-378 (1999)
[文献書誌] M.Lippmaa: ""6-axis microgoniometer equipped with an ultra-high temperature heater for the analysis of oxide epitaxy dynamics by ion scattering and scanning tunneling microscopy""Proceedings of the third Symposium on Atomic Scale Surface and Interface Dynamics. 3. 157-160 (1999)
[文献書誌] M.Lippmaa: ""Growth mode control of SrTiO_3 epitaxy""Proceedings of the third Symposium on Atomic Scale Surface and Interface Dynamics. 3. 171-174 (1999)
[文献書誌] M.Lippmaa: ""Growth dynamics of oxide thin films at temperature abouve 1000℃"(in press)"Physica C.

1999 年度 実績報告書

酸化物薄膜最表面分析用高温精密試料台の開発と小型レーザーMBE装置との複合化

研究代表者

川崎 雅司 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (90211862)

研究成果

[文献書誌] M.Lippmaa: ""Step-flow growth of SrTiO_3 thin films with a dielectric constant exceeding 10^4""Appl.Phys.Lett.. 74. 3543-5345 (1999)

[文献書誌] S.Ohashi: ""Compact laser molecular beam epitaxy system using laser heating of substrate for oxide film growth""Rev.Sci.Instrum.. 70. 178-183 (1999)

[文献書誌] N.Nakagawa: ""Analysis of SrTiO_3 Step-Flow Growth by using RHEED""J.Korean Phys.Soc.. 35. S130-S133 (1999)

[文献書誌] M.Lippmaa: ""Dynamics of SrTiO_3 surface during wet etching and high-temperature annealing""Ferroelectrics. 224. 373-378 (1999)

[文献書誌] M.Lippmaa: ""6-axis microgoniometer equipped with an ultra-high temperature heater for the analysis of oxide epitaxy dynamics by ion scattering and scanning tunneling microscopy""Proceedings of the third Symposium on Atomic Scale Surface and Interface Dynamics. 3. 157-160 (1999)

[文献書誌] M.Lippmaa: ""Growth mode control of SrTiO_3 epitaxy""Proceedings of the third Symposium on Atomic Scale Surface and Interface Dynamics. 3. 171-174 (1999)

[文献書誌] M.Lippmaa: ""Growth dynamics of oxide thin films at temperature abouve 1000℃"(in press)"Physica C.

1999 年度実績報告書

川崎雅司東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (90211862)