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本研究は、2次元的に拡がった表面そのものを微結晶に対する応力場として捉え、基板応力をコントロールすることで応力フリーな微結晶を作成するための基板、また、ひずみを制御された微結晶を創製するための仮想基板の作成を目的としている。また、このように制御された構造の埋め込み量子ドットとしての機能評価をおこない、歪み量子ドットの材料設計へフィードバックをおこなうことを目標としている。
本年度は、圧縮応力制御人工基板の作製とその評価をおこなった。埋め込み応力アンカーとしてシリコン基板のエッチングにより形成したポーラスシリコン層を利用した。これらの表面上に超高真空中にてシリコンをホモエピタキシャル成長し、基板加熱による再結晶化をおこなった。ポーラス構造部分の再結晶化時に原子数の不足を補うため、表面には元の基板表面と比較し圧縮方向の応力が現れる。これをエッチング条件とエピタキシャル膜の膜厚変化について比較している。これまでのところ、回折像からはコヒーレントな基板表面が得られているが、原子間力顕微鏡による観察では凹凸が大きく、本来目的としている応力制御の効果を確認する妨げとなるような成長核が多数存在している。これを克服するために、応力アンカーの分布を制御することを試みている。これまでの成果は本研究における基礎的な部分に過ぎないが、次年度以降に大きく展開できるものと考えている。
なお、本年度の研究補助金は、応力制御基板上へ微結晶形成のその場観察・評価のための手段を構築するために使用した。
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