結晶成長その場観察を可能とするＸ線回折測定装置の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 田渕 雅夫 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 特任教授 (90222124)
• 連携研究者: 竹田 美和 名古屋大学, 工学研究科, 名誉教授 (20111932) ; 宇治原 徹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60312641) ; 奥田 浩司 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50214060)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: X線回折測定 / その場観察 / 結晶成長 / 分光集光結晶 / 回転機構排除

研究概要

半導体結晶を利用したデバイスでは、表界面の構造を原子層程度の精度で制御する必要があり、作製された表界面の真の構造を調べる手段が重要になる。本研究では、集光分光結晶と2次元検出器を組み合わせることで、X線源、検出器、測定試料の全てを固定したままX線回折／散乱測定を行う測定系の開発を目指した。これにより、既存の結晶成長装置と組み合わせて、その場表界面観察装置が実現できると期待した。ヨハンソン結晶を2枚使用することで目的の性能を持ったその場観察装置の光学系を作製することができた。この光学系と組み合わせて使用する真空チャンバを準備することで、半導体結晶表面状態の変化をその場観察できることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of Cs/GaAs NEA surface by XAFS (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Tsubota, M.Tabuchi, T.Nishitani, A.Era, Y.Takeda
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser. 巻: Vol. 430 ページ: 012079
• [雑誌論文] Development of X-ray diffractometer for in-situ observation of thin-film crystal growth equipped with focusing monochromator (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Tameoka, T.Kawase, M.Tabuchi, and Y.Takeda
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: 8, No.2 ページ: 294-296
• [雑誌論文] Initial Stages of High-Temperature CaF2/Si(001) Epitaxial Growth Studied by Surface X-Ray Diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Suturin, N.Sokolov, A.Banshchikov, R.Kyutt, O.Sakata, T.Shimura, J.Harada, M.Tabuchi, and Y.Takeda
  • 雑誌名: J. Nanoscience and Nanotechnology 巻: Volume11, Number 4 ページ: 2990-2996
• [雑誌論文] Evaluation of newly developed X-ray diffractometer equipped with Johansson monochromator (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Tabuchi, H.Tameoka, T.Kawase, and Y.Takeda
  • 雑誌名: IOP Conf. Ser. 巻: Vol. 24 ページ: 012007
• [学会発表] 化合物半導体界面構造のX 線CTR 散乱測定による解析 -あいちSR の現状をまじえて- (2013)
  • 著者名/発表者名: 田渕雅夫
  • 学会等名: Workshop: CROSSroads of Users and J-PARC, 第7回「機能する界面、反応する表面」
  • 発表場所: いばらき量子ビーム研究センター
  • 年月日: 20130820-21
• [学会発表] Observation of Position Dependence of InP/GaInAsP/InP Quantum Well Structure Grown on Pattern-Masked Substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Tabuchi, K.Fujii, O.Sakata, M.Sugiyama, and Y.Takeda
  • 学会等名: Interational Union of Materials Research Scientists Inter. Conf. Electronic Materials 2012 (IUMRS-ICEM 2012), D7-101756
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] GaAs(110)基板上に作製したCs/GaAs-NEA表面 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坪田光治、恵良淳史、西谷智博、田渕雅夫
  • 学会等名: 第15回XAFS 討論会、1O12
  • 発表場所: 白兎会館、鳥取
  • 年月日: 20120910-12
• [学会発表] Analysis of Cs/GaAs NEA surface by XAFS (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Tsubota, A.Era, M.Tabuchi, T.Nishitani, Y.Takeda
  • 学会等名: The 15th Inter. Conf. X-ray Absorption Fine Structure (XAFS15), I1274
  • 発表場所: Bejin, China
  • 年月日: 20120722-28
• [学会発表] 窒化物半導体結晶の特異構造形成を理解するためのX 線によるその場観察装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田渕雅夫、益田征典、安西孝太、鞠光旭、二木浩之、森康博、渕真悟、竹田美和
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会、15p-F11-3
  • 発表場所: 早稲田大学 早稲田キャンパス
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] GaAs に吸着したCs が作るNEA 表面のXAFS測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坪田光治、恵良淳史、田渕雅夫、竹田美和、西谷智博
  • 学会等名: 第28回PF シンポジウム、UG-01-08
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20120315-16
• [学会発表] ヨハンソン分光結晶を用いたX 線CTR 散乱の短時間測定系の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 二木浩之、益田征典、森康博、田渕雅夫、竹田美和
  • 学会等名: 応用物理学会結晶工学分科会主催2011年・年末講演会、17
  • 発表場所: 学習院大学創立100周年記念会館
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 蛍光収量法によるNEA 表面作製中のGaAs上へのCs 吸着量の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪田光治、恵良淳史、田渕雅夫、竹田美和、西谷智博
  • 学会等名: 応用物理学会結晶工学分科会主催2011年・年末講演会、18
  • 発表場所: 学習院大学創立100周年記念会館
  • 年月日: 2011-12-15