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2012 年度 実績報告書

自発的ナノスケール相分離とそれを利用した低次元ナノ構造体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 22560696
研究機関大阪大学

研究代表者

石丸 学  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00264086)

研究分担者 佐藤 和久  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70314424)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード自己組織化 / 低次元構造 / 相分離 / 規則化 / 透過電子顕微鏡
研究概要

GaInP薄膜のエピタキシャル時に自発的に形成される成長方向に沿った濃度変調(vertical composition modulation: VCM)の構造を、回折結晶学的手法により解析した。X線ロッキングカーブおよび逆格子空間マッピングの結果、メインピークの周り、4nmおよび5nmに対応する衛星反射が出現した。透過電子顕微鏡観察の結果、この2種類の変調構造は同じ場所に存在することが確認された。エピタキシャル成長薄膜におけるVCM構造は、II-VI族、III-V族等で報告されており、その変調周期は<10nmと>10nmの2種類に大別される。いずれの場合も2種類の異なる組成の層が交互に重なったものである。一方、我々の試料においては2種類の変調周期が共存しており、より複雑なVCM構造が形成されていることが明らかとなった。VCMの形成には表面ステップが重要な役割を演じていることが提案されているが、凹凸のある基板でも同様な変調構造が観察され、今回のVCM構造は表面ステップにより形成されたものでないことが明らかとなった。チャンバー内で供給される分子濃度の不均一性が、VCM構造を誘起する可能性がある。今回の成長速度(0.3nm/s)および基板の回転速度(3.5rpm)から予測される変調周期は約5nmであり、一方の衛星反射から求めた周期(4nm)とほぼ一致する。一方、長い周期(25nm)の起源は明らかでなく、歪み場等、他の要因について今後検討する必要がある。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Nanoscale engineering of radiation tolerant silicon carbide2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, M. Ishimaru, T. Varga, T. Oda, C. Hardiman, H. Xue, Y. Katoh, S. Shannon, W. J. Weber
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 14 ページ: 13429-13436

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent growth of GaGdN layers with high Gd concentration on GaN(0001)2012

    • 著者名/発表者名
      K. Higashi, S. Hasegawa, D. Abe, Y. Mitsuno, S. Komori, F. Ishikawa, M. Ishimaru, H. Asahi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 101 ページ: 221902(1)-221902(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superlattice-like stacking fault array in ion-irradiated GaN2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishimaru, I. O. Usov, Y. Zhang, W. J. Weber
    • 雑誌名

      Philos. Mag. Lett.

      巻: 92 ページ: 49-55

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of higher manganese silicides from amorphous manganese-silicon layers synthesized by ion implantation2012

    • 著者名/発表者名
      M. Naito, R. Nakanishi, N. Machida, T. Shigematsu, M. Ishimaru, J. A. Valdez, K. E. Sickafus
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B

      巻: 272 ページ: 446-449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong atomic ordering in Gd-doped GaN,2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishimaru, K. Higashi, S. Hasegawa, H. Asahi, K. Sato, T. J. Konno
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 101 ページ: 101912(1)-(4)

    • DOI

      10.1063/1.4751245

    • 査読あり
  • [学会発表] Radiation tolerant nanoscrystalline silicon carbide2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, M. Ishimaru, T. Varga, C. Hardiman, S. Shannon, W. J. Weber
    • 学会等名
      The Nuclear Materials Conference 2012
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20121021-20121025
    • 招待講演
  • [学会発表] Defect-induced nanoscale phase separation in epitaxially-grown III-V semiconductor alloys2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishimaru
    • 学会等名
      European Materials Research Society 2012 Fall Meeting
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      20120916-20120921
  • [学会発表] Transmission electron microscopy study on radiation-induced structures in GaN2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishimaru
    • 学会等名
      2012 International Conference on Defects in Insulating Materials
    • 発表場所
      Santa Fe, New Mexico, USA
    • 年月日
      20120624-20120629
    • 招待講演
  • [学会発表] Radiation tolerant nanocrystalline silicon carbide2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, M. Ishimaru, T. Varga, T. Oda, C. Hardiman, H. Xue, S. Shannon, W. J. Weber
    • 学会等名
      Materials Research Society 2011 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts, USA
    • 年月日
      2012-11-27

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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