| 研究概要 |
半導体表面に原子を蒸着してエピタキシャル成長させるとき、吸着層や基板内に歪みが生じる。それが結晶表面上に様々の不安定性を引き起こすため、多様な表面形態が生み出される。この自発的な形態形成を利用して、ナノメーター・スケールの微細加工をつくる試みもある。本研究ではその基礎的理解のためのモデルを構築している。
「歪みを考慮した結晶の格子模型」を考え,ヘテロエピタキシャル成長の状況に適用している。本年度は、固い基板表面上に、格子定数の違う原子を吸着してできる吸着島の平衡形を調べ,界面エネルギーや歪みエネルギーの関数として相図にまとめた。基盤が柔らかい場合の吸着島の形態については、グリーン関数を用いた計算を行い、論文にまとめている最中である。
その他、Siの(100)は表面再構成をしているため,平らなテラス面には二種類あり,そこから少し傾いた微斜面上に整列したステップにも二種類ある。ここで,二種類のテラス上で拡散係数の異方性が異なるため,電場で吸着原子を流すと,ステップの不安定性が生じる。ここに歪みを介した反発力があると、ステップは蛇行不安定性を生じ、それが規則的な溝を形成することが解析的また数値シミュレーションにより示された。Si(111)表面上でも、歪みエネルギーのために、ステップを挟んで表面再構成をした面としていない面が共存し,両面の拡散定数が違うことから、ステップの蛇行不安定性が生じることが示された。
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