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2014 年度 実績報告書

金属及び半導体上に形成する同一性酸化シリコン単分子層の構造とバンドギャップ

研究課題

研究課題/領域番号 23540372
研究機関福岡大学

研究代表者

栃原 浩  福岡大学, 工学部, 研究員 (80080472)

研究分担者 水野 清義  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (60229705) [辞退]
白澤 徹郎  東京大学, 物性研究所, 助教 (80451889)
小森 文夫  東京大学, 物性研究所, 教授 (60170388)
鈴木 孝将  福岡大学, 工学部, 教授 (10580178)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
キーワード酸化シリコン超薄膜 / エピタキシー / 半導体/絶縁体接合 / シリコンカーバイド / バンドギャップ
研究実績の概要

平成26年度は、研究成果を国内外の会議において発表するとともに,関連の国内外の研究室を訪問し,それぞれの得意な分野からの批判やコメントをもらうことを主要な活動内容としたいと延長申請を行ない、認められた.25年度末に行なったSi面(6H-SiC(0001))のSTM結果をまとめることもおこなった。Si面上の結晶性酸化シリコン単層膜は、C面と同様の周期配列(今後、簡単のためSQRT3と書く)を示すが,その構造と化学組成は少し異なっている。C面のそれの化学組成がSi2O3であるのに対して,Si面のそれはSi2O5である。この結晶性酸化シリコン単層膜は正確にはSiC(0001)-( SQRT3x SQRT3)R30-Si2O5と表示される。
Si面サンプルのSQRT3を低速電子回折(LEED)で観察したところ、シャープな(SQRT3xSQRT3)R30のスポットが得られたので,STM装置で観察した。C面のときと同じく、表面は平滑ではなく直径が2~5nm、高さ約1 nmの円盤状の物質(今後、ナノ粒子と呼ぶ)が存在していた。これらのナノ粒子はSiO2であると考えられた。C面のときと同様に加熱によりナノ粒子のみを取り除く方針を立てた。温度を900-1000度Cの間で10-20度Cずつ上昇させ、STM観察を室温でおこなった.しかし、C面と異なり,加熱に伴い,ナノ粒子を取り除く前にステップ形状が乱れる現象に直面し、そのせいか結晶性酸化シリコン単層膜の存在を原子レベルで確認することはできなかった.
したがって、国内外の学会での発表等は,おもにC面の結晶性酸化シリコン単層膜、すなわち、SiC(000-1)-(SQRT3x SQRT3)R30-Si2O3について述べた.電子デバイスの複数のグループから興味を持っていただいたので,今後の共同研究につながることが望まれる.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Adsorption of PTCDA on Si(001)-2×1 surface2015

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, Y. Yoshimoto, K. Yagyu, H. Tochihara
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 142 ページ: 101904, 1-7

    • DOI

      10.1063/1.4906118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous structural evolution and √3x√3 reconstruction of a clean Si(111) surface observed after thermal desorption of thallium2015

    • 著者名/発表者名
      P. Kocan, O. Krejci, H. Tochihara
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. A

      巻: 33 ページ: 021408, 1-8

    • DOI

      10.1116/1.4913199

    • 査読あり
  • [学会発表] Ultrathin Crystalline Silica Films Formed Epitaxially on SiC Basal Planes2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tochihara, T. Suzuki, K. Yagyu, T. Shirasawa, T. Kajiwara, T. Miyamachi, T. Takahashi, F. Komori, S. Tanaka
    • 学会等名
      The 9th International Forum on Advanced Materials Science and Technology
    • 発表場所
      Xiamen University, Xiamen, China
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Si(111)清浄表面の新再構成構造2014

    • 著者名/発表者名
      P. Kocan, O. Krejci, 栃原浩
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋期大会
    • 発表場所
      中部大学 春日井市
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] Scanning Tunneling Microscopy Studies of Epitaxial Silica Monolayers on C- and Si-Faces of Hexagonal SiC Basal Planes2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tochihara, T. Suzuki, K. Yagyu, T. Shirasawa, T. Kajiwara, T. Miyamachi, T. Takahashi, F. Komori, S. Tanaka
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      Fukuoka University, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30

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公開日: 2016-06-01  

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