| 研究課題/領域番号 |
13450021
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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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, 工学研究科, 教授 (00023292)
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| 研究分担者 |
中原 仁 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20293649)
秋本 晃一 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (40262852)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | シリコン / ナノ構造 / ステップダイナミクス / 走査トンネル顕微鏡 / シリコン表面 |
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| 研究概要 |
本研究では、温度可変走査トンネル顕微鏡(VT-STM)の探針を用いてSi(111)およびSi(001)表面にナノメートルサイズのシリコンピラミッドを作製し、その緩和過程から表面におけるステップへの付着・脱離過程とナノ構造の安定性およびSi(111)表面上に形成されたシリコン・ナノピラミッドにシリコン原子を蒸着することによるピラミッドの形状の変化を詳細に調べた。シリコン表面に形成されるナノピラミッドの緩和過程はSi(111)表面とSi(001)表面では非常に異なることが明らかになった。Si(111)表面では、崩壊は等方的に起こるのに対し、Si(001)表面では崩壊は非等方的である。この効果はシリコン表面の再構成構造およびステップ端の構造によることがモンテカルロシミュレーション等で明らかになった。これらのピラミッドに基板温度400℃から500℃の範囲において、シリコンを毎分0.1原子層の速度で蒸着しながらVT-STMにおいてその場観察した。Si(111)表面上のピラミッドの成長では崩壊過程とは反対に初期の段階で、{221}ファセットが消失し、{311}ファセットが残ることを示した。ピラミッドの成長過程ではシリコン蒸着後の早い段階では頂上の数層が崩壊するが、その後各層は成長を始めることを見出した。また成長においては下層の原子層は当初から成長を始めるのに対し、上層の原子層は、下層の原子層がある臨海高さまで成長した後に成長をはじめることを明らかにした。また蒸着速度を1/4にすると、ピラミッドの成長は一様になるが、これについてはまだ解釈が出来ていない。Si高指数面への金属吸着によるナノファセットの形成では、Si(113)表面へのGa吸着によってナノファセットの自己組織化を明らかにした。
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