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シリコン基板上に様々なアスペクト比の微細ホールパターンを形成し、水素雰囲気もしくは超高真空中で高温アニールした時の形態変化の様子を調べた。その結果、ホールのアスペクト比によって、基板中に形成される空洞層の層数を制御できることを明らかにした。さらに、連続体モデルに基づく数値シミュレーションにより、高アスペクト比微細ホールの形態変化について理論的に解析した。その結果、高アスペクト比ホールが表面拡散によって変形する際、開口近傍で構造不安定化が起こり、開口が自発的に閉塞することを明らかにした。また、微細ホールパターンの形態変化における表面エネルギーの異方性の影響も明らかにし、数値シミュレーションによって微細ホールパターンの形態変化を定量的な予測することが可能となった。
上記の基礎研究と並行して、表面拡散を利用して作製したSilicon-on-nothing(SON)構造の応用に関する研究も進めた。まず、SON構造表面をナノスケールで平坦化するためのアニール処理技術を確立した。さらに、SON構造を利用して単結晶シリコン・ナノメンブレンの形成を試みた。SON構造における１ミクロン程度のシリコン・メンブレンを反応性イオンエッチングによって100ナノメートル以下の厚さまで薄膜化できることを示した。また、収束イオンビームを利用してSON構造からシリコン膜を機械的に切り出す事にも成功し、本研究で作製したSON構造がシリコン・メンブレンを利用したデバイス作製に利用できることを実証した。特に、本研究では、SONメンブレンを利用してシリコン・ナノワイヤを作製し、その力学特性の評価を行った。
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