| 研究概要 |
本研究は,Si(113)高指数面上でビスマスナノワイヤ成長の制御を,ステップ形態制御により,ビスマスナノワイヤを用いたSi表面上におけるナノ構造物同士をつなぐネットワーク形成法の確立へ道を開こうとするものである.特に,(1)Si(113)高指数面におけるステップの温度安定性,(2)Si(113)高指数面におけるビスマス吸着構造の成長条件(主として基板温度との関係)を明らかにすることを目的としている.
本研究の成否を握る鍵は,Si高指数面のステップ位置原子の高温における挙動にある.初年度はLEED導入に伴う基板温度制御と高温観察のノウハウを蓄積した.これらの知見をもとに,今年度は以下に示す(1)と(2)のことがらを明らかにした.
(1)STMによるSi(113)高指数面清浄表面の温度安定性:自己組織化が広い範囲で起こらなければ,描画効率は悪くなる.大域的に安定したSi(113)高指数面が得られるかどうかは,フラッシング後の徐冷速度に大きく依存することが分かった.1200℃から常温に徐々に基板温度を下げていく時間が,90分以上必要であり,その時間を境に,ステップ幅とファセットの数が大きく違うことが分かった.
(2)STMによるSi(113)高指数面へのビスマス吸着構造:Si(113)高指数面に基板温度400℃でビスマスを吸着させた時,その吸着構造が一次元の方位性を持った2次元構造を示すことが分かった.この方位性は下地のSi(113)清浄表面が持つ方位性と一致した.
今後の課題として,質のよい一次元のビスマス吸着構造を得るためには,Si(113)清浄表面のファセットの数をマイグレーションを強調することで少なくする必要があると思われる.
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