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2008 年度 実績報告書

ボンドエンジニアリングによる表面状態図予測とナノ構造形成への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18560020
研究機関三重大学

研究代表者

伊藤 智徳  三重大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80314136)

研究分担者 秋山 亨  三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40362363)
キーワード半導体表面構造 / 状態図 / 計算科学 / ナノ構造 / ナノワイヤ / 量子ドット / 成長機構
研究概要

今年度は本研究課題の最終年度に当たり,従来の延長としてのInP表面構造状態図作成,ナノワイヤ形状に関する研究を行うと共に,表面状態図計算手法の適用範囲の拡大(ドーピング過程),モンテカルロ法との併用による形成過程への展開(薄膜,ナノ構造形成過程)について検討を行った。主要な研究テーマ別の概要ならびに実績は以下の通りである。
表面状態図計算のドーピング機構解明への拡張:GaAs(111)A表面でのSiドーピングにおけるp,n制御と成長条件の関係を,表面状態図の観点から検討し,低As圧でのp形化,高As圧でのn形化を定量的に予測することに成功した。これにより本計算手法が,デバイス作製指針への知見を与える手法として有用であることを明らかにした。
表面状態図計算の薄膜形成過程解明への展開:4H-SiC(11-20)基板上Al薄膜形成と成長条件との関係を,表面状態図の観点から検討し,その知見に基づきモンテカルロシミュレーションを行った結果,N過剰雰囲気で2H-AINが,Al過剰雰囲気で4H-AINが形成されることを明らかにした。これは,N原子とAl原子の吸着・脱離,マイグレーションにおける振る舞いの違いに起因しており,実験結果とも定性的に一致した。
表面状態図計算のナノ構造形成過程解明への展開:GaAs(111)基板に格子拘束されたInAs(111)表面を対象に表面状態図計算を行い,界面ひずみにより表面構造の安定領域が変化すること,特にIn表面空孔をもつ構造がナノ構造である積層欠陥四面体形成に関連する可能性があることを明らかにした。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (28件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Monte Carlo simulation of atomic arrangement in InGaN thin film grown by MOVPE2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kangawa, Koichi Kakimoto, Tomonori Ito, Akinori Koukitu
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 311

      ページ: 463-465

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio-based approach to structural change of compound semiconductor surfaces during MBE growth2009

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 311

      ページ: 698-701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An empirical potential approach to the formation of InAs-stacking-fault tetrahedron in InAs/GaAs (111)2009

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Kiyoshi Kanisawa
    • 雑誌名

      Proceedings of COMMAD '08 1

      ページ: 111201-1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic structures and optical properties of GaN and ZnO nanowires from first principles2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, A. J. Freeman, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 100

      ページ: 052056-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of oxidation induced strain on microscopic processes related to oxidation reaction at SiO_2Si(001)2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Tomonori Ito, Hiroyuki Kageshima, Masashi Uematsu
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

      ページ: 115356-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio-based approach to initial growth processes on GaAs(111)B-(2×2)surfaces : Self-surfactant effect of Ga adatoms revisited2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tatematsu, Kosuke Sano, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

      ページ: 233306-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress dependence of oxidation reaction at SiO_2/Si interfaces during silicon thermal oxidation2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Hiroyuki Kageshima, Masashi Uematsu, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      ページ: 7089-7093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An ab initio-based approach to phase diagram calculations for GaN(0001)2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Tomoyuki Nakamura, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 254

      ページ: 7659-7662

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An ab initio-based approach to phase diagram calculations for GaAs (001)-(2x4)γ surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 254

      ページ: 7663-7667

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical investigations on the formation of wurtzite segments m group III-V semiconductor nanowires2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yamashita, Kosuke Sano, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 254

      ページ: 7668-7671

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical investigation on structural stability of InN thin films on 3C-SiC(001)2008

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 254

      ページ: 7672-7675

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical investigations for zinc blende-wurtzite polytypism in GaAs layers at Au/GaAs(111)interfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Yuya Haneda, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 254

      ページ: 7746-7749

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures and electronic properties of Si nanowires grown along the [110]direction : Role of surface reconstruction2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Surface Science 602

      ページ: 3033-3037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical potential approach to the formation of 3C-SiC(111)/Si(110)2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Kanno, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Atsuhi Konno, Maki Suemitsu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 1

      ページ: 111201-1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio-based approach to reconstructions of the InP(111)A surface : Role of hydrogen atoms passivating surface dangling bonds2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Tomoyuki Kondo, Hiroaki Tatematsu, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 雑誌名

      Physical Review B 78

      ページ: 205318-1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GaAs表面におけるGa原子のふるまい2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤智徳, 秋山亨, 中村浩次
    • 雑誌名

      表面科学 29

      ページ: 771-776

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical approach to structural stability of GaN : How to grow cubic GaN

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kangawa, Toru Akiyama, Tomonori Ito, Kenji Shiraishi, Koichi Kakimoto
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An ab initio-based approach the stability of GaN(0001)surfaces under Ga-rich conditions

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] InAs(111)A表面上のIn吸着原子に起因する電子状態の理論検討2009

    • 著者名/発表者名
      秋山亨, 中村浩次, 伊藤智徳, 蟹澤聖
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-28
  • [学会発表] Stability of Mg-incorporated InN surfaces : first-principles study2009

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito, J. H. Song, A. J. Freeman
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] SiO_2中の窒素と窒素酸化物分子の理論検討2009

    • 著者名/発表者名
      影島博之, 秋山亨, 植松真司, 伊藤智徳
    • 学会等名
      第14回ゲートスタツク研究会「材料・プロセス・評価の物理」
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2009-01-24
  • [学会発表] 混晶半導体薄膜の原子配列に関する理論検討2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤智徳, 秋山亨, 中村浩次
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会「半導体サイエンスと半導体テクノロジーの融合-技術を先導する半導体サイエンスを目指して-」
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] Reaction mechanisms of H_20 molecules at SiO_2/Si interface during silicon thermal oxidation2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Hiroyuki Kageshima, Masashi Uematsu, Tomonori Ito
    • 学会等名
      2008 International Workshop on "Dielectric Thin Films for Future ULSI Devices : Science and Technology"
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-06
  • [学会発表] Theoretical study on nitrogen and nitrogen oxide molecules in silicon oxide2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kageshima, Toru Akiyama, Masashi Uematsu, Tomonori Ito
    • 学会等名
      2008 International Workshop on "Dielectric Thin Films for Future ULSI Devices : Science and Technology"
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-06
  • [学会発表] 立方晶GaNエピ成長における成長形の制御2008

    • 著者名/発表者名
      寒川義裕, 秋山亨, 伊藤智徳, ^*白石賢二, ^*柿本浩一
    • 学会等名
      第38回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-11-04
  • [学会発表] An ab initio-based approach to reconstructions of the InP(111)A surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Toru Akiyama, Tomoyuki Kondo, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-29
  • [学会発表] Empirical potential approach to the formation of 3C-SiC(111)/Si(110)2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Kanno, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Atsushi Konno, Maki Suemitsu
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-29
  • [学会発表] Systematic theoretical investigations for contribution of lattice constraint to novel atomic arrangements in alloy semiconductor thin films2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Naoki Takasu, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-29
  • [学会発表] Theoretical investigation on the structural stability of GaP nanowires with {111} facets2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Yamashita, Toru Akiyama, Kohji Nakamur, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-29
  • [学会発表] Theoretical investigation on structural stability of AIN thin films on Si(001)2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ammi, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-29
  • [学会発表] An ab initio-based approach to adsorption-desorption behavior of Si atoms on GaAs(111)A-(2×2)surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tatematsu, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-28
  • [学会発表] Systematic theoretical investigation for adsorption behavior of Al and Natoms on 4H-SiC(11-20)surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 4^<th> Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-28
  • [学会発表] GaAs(111)A-(2×2)表面上のSi原子の吸着・脱離に関する第一原理からの検討2008

    • 著者名/発表者名
      立松洋明, 秋山亨, 中村浩次, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] V溝基板上GaN_xAs_<1x>における原子配列の成因に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤智徳, 高須直紀, 秋山亨, 中村浩次
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] InP(111)A表面における表面再構成に関する理論的検討2008

    • 著者名/発表者名
      近藤智之, 立松洋明, 秋山亨, 中村浩次, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] 4H-SiC(11-20)基板表面におけるAlおよびN吸着原子の挙動に関する理論検討2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤巧, 秋山亨, 中村浩次, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] Si(OO1)基板上AlN薄膜の構造安定性に関する理論検討2008

    • 著者名/発表者名
      安味大輔, 秋山亨, 中村浩次, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] Au/GaAs(111)界面におけるGaAs層の構造安定性に関する理論検討2008

    • 著者名/発表者名
      秋山亨, 羽田優也, 中村浩次, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] [111]方向に成長するGaPナノワイヤの構造安定性に関する理論検討2008

    • 著者名/発表者名
      山下智樹, 秋山亨, 中村浩次, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] SiO_2/Si界面におけるH_2分子の界面反応機構2008

    • 著者名/発表者名
      秋山亨, 影島博之, 植松真司, 伊藤智徳
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-02
  • [学会発表] An empirical potential approach to the formation of InAs stacking-fault tetrahedron in InAs/GaAs (111)2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura, Kiyoshi Kanisawa
    • 学会等名
      International Conference on Electronic Materials 2008
    • 発表場所
      Sydney
    • 年月日
      2008-07-30
  • [学会発表] Theoretical study of growth condition of cubic GaN2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kangawa, Toru Akiyama, Tomonori Ito, Kenji Shiraishi, Koichi Kakimoto
    • 学会等名
      第27回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      修善寺
    • 年月日
      2008-07-09
  • [学会発表] An ab initio-based approach to the stability of GaN(0001)surfaces under Ga-rich conditions2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 学会等名
      The 2^<th> International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      修善寺
    • 年月日
      2008-07-07
  • [学会発表] Theoretical approach to structural stability of GaN : how to grow cubic GaN2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kangawa, Toru Akiyama, Tomonori Ito, KenjiShiraishi, Koichi Nakimoto
    • 学会等名
      The 2^<nd> International Symposium on Growth of III-Nitrides
    • 発表場所
      修善寺
    • 年月日
      2008-07-07
  • [学会発表] Ab initio-based approach to structural change of compound semiconductor surfaces during MBE growth2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ito, Toru Akiyama, Kohji Nakamura
    • 学会等名
      The 4^<th> Asian Conference on Crystal Growth, Crystal Technology
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-05-23
  • [学会発表] Monte Carlo simulation of atomic arrangement in InGaN thin film grown by MOVPE2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kanrgawa, Koichi Kakimoto, Tomonori Ito, Akinori Koukitu
    • 学会等名
      The 4^<th> Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-05-22
  • [図書] 材料デバイス工学2008

    • 著者名/発表者名
      妹尾允史, 伊藤智徳
    • 総ページ数
      16-47,91-147
    • 出版者
      コロナ社

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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