研究概要 |
次世代ナノエレクトロニクスの材料として、2次元的な原子層半導体を形成する要求は高く、炭素の原子層材料であるグラフェンをナノデバイスの材料として利用する研究は精力的に展開されている。グラフェンのような非Si系の材料ではなく、Si系の材料で原子層半導体を形成することができれば、現行のSiLSIプロセスへの適応性が高く、集積化を考えると好ましい。そこで、本研究課題では、遷移金属-Siグラフェンのような、原子層シリサイド半導体を形成することを目的とする。そのために、遷移金属内包Siクラスター(M@Sin)を単位構造とする2次元原子層シリサイド半導体をSi表面にエピタキシャル的に形成し電子状態を調べることを目的とする。 本年度は、原子層シリサイド半導体の形成を実証するために、水素終端したSi(111)-1x1表面やSi(100)-2x1表面等のSi表面上に、M@Sin(M=Mo,W)を単位とする原子層構造を形成し、その構造や電子状態などの解析を行なった。レーザーアブレーション法を用いて、モノシランガスとM蒸気との気相反応で合成したM@SinをSi表面に堆積し、吸着・配列構造や電子状態をX線光電子分光と、透過電子顕微鏡(TEM)観察を用いて調べた。その結果、堆積、及び、熱処理に伴う、M結合状態や価電子帯端構造の変化や、Si基板/M@Sin層界面でのエピタキシャル的なSi-Si結合形成が観測された。エピタキシャル層に対して、TEMの透過電子線を用いたエネルギー損失分光を行ったところ、Si基板とは明らかに異なる電子状態を持っていることが判明した。
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