| 研究概要 |
本研究は、閃亜鉛鉱構造あるいはウルツ鉱構造をもつIII-V族およびII-VI族結晶の極性を透過電子顕微鏡を用いた判定方法の確立を目指したものである.透過電子顕微鏡による技法にはいくつかあるが、ここでは、回折条件を調整することによって電子線のチャネリング状態を変えて発生する特性X線の強度変化をみるもの(TEM-EDS法)と、収束電子線回折パターンの非対称性を見るもの(CBED法)を採用した。本年度はまず、動力学的回折理論に基づくNスライス法およびマトリクス法によるシミュレーションによって透過電子の振る舞いを求めた.その結果,GaAs系のように構成原子の原子番号が近い場合は、TEM-EDS法が、GaNのように離れているとCBEDの方が有利であること、それでも、GaNについてはTEM-EDS法でも判定可能であることが期待された.これらの結果を基にして、種々の機能性薄膜について判定を行った.その結果,GaN/GaAs(111),GaN/LT-AlN/sapphire(0001),AlN/Al-metalなどでは、それぞれ、(+),(+),(-)であることがわかった。とくにGaN/GaAs(111)では、基板の方位が(111)A,(111)Bのいずれでも、成長するGaNは(+)の極性を持って成長することが確かめられた.すなわち、成長の途中で極性の逆転が発生していることを示している.本方法の特徴である微細構造も同時に観察できることを利用して解析した結果,GaAs(111)B上には新たなブロック状の組織が形成され、その上では成長に優位な(+)の結晶粒が発展したことが明らかになった.
次年度は、これらの成果を基にして,難解析のスパッタ試料の極性判定を行うとともに,TEM-EDSの取り込み信号をイメージと同調させることにより、極性のマッピングシステムの構築に向けて研究を発展させる.
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