表面反応制御用高品質中性ラジカルビームの生成技術の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540381
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 林 啓治 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (30281455)
• Keywords: 中性フリーラジカルビーム / 可視CWレーザー光励起 / 負イオンビーム / 表面素過程制御 / 高感度その場観察手法 / 第一原理物性シミュレーション / 化学物理 / ナノデバイスプロセス開発

Research Abstract

研究代表者の提案したPDINIB(photo-deionization of negative ion beams)法およびPDECB(wavelength-selective photo-dissociation of energetic compound beams)法によって所望の中性フリーラジカル種の"高品質"な定常フラックスビームを効率よく生成し、材料清浄表面に照射して表面におけるフリーラジカルプロセスを精密に制御する技術の開発を、中性フリーラジカルビームの生成実験および反応素過程の第一原理計算に基づく理論設計の両面から進めた。
1.PDINIB法について、本研究課題の目的の一つである極低エネルギー中性フリーラジカルビームの高フラックス化を図る上で前提となる、生成される中性フリーラジカルビームの"品質"のさらなる向上に本年度は取り組んだ。具体的には、中性フリーラジカル生成レートの簡便な高感度計測法としてDNIC(measurement of decrease in negative-ion beam current)法を開発した。さらに、同法および平成12-13年度に開発したPMMP法によるビームフラックスモニターを用いて、ビームプロファイルの制御性の向上を達成した。
2.dialkyl group-III azideを原料としてPDECB法により生成したdialkyl group-III nitreneのフリーラジカルビームを成長表面に照射した際に、AINおよびGaNの立方晶準安定凝縮相の無欠陥薄膜がホモエピタキシャル成長する表面反応機構を、これまでの実験成果を踏まえ、マルチスケールモデリングに基づく表面反応設計手法を用いて、明らかにした。

Research Products

• [Publications] Keiji Hayashi: "A Sensitive In Situ Method to Measure the Rate of Neutral Free Radical Production by Photo-Deionization of Negative Ion Beams"Journal of Vacuum Science and Technology A. 20・3. 991-994 (2002)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Ab Initio Molecular Orbital Characterization of Dimethyl Group-III Azides as Sources for Photolytic Production of Free Radical Beams"Journal of Vacuum Science and Technology A. 20・3. 995-998 (2002)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Ab Initio Molecular Orbital Characterization of Sources for Photo-Assisted Radical Beam Epitaxy of Group-III Nitrides"Computational Materials Science. 27・1-2. 50-57 (2003)
• [Publications] Keiji Hayashi: "Comparison of Methods to Measure the Rate of Neutral Free Radical Production by Photo-Deionization of Negative Ion Beams"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. (掲載確定).
• [Publications] Keiji Hayashi: "Predictive Use of Ab Initio MO Methods in PDECB-Based Approach to Low-Temperature Epitaxy of Stoichiometric Group-III Nitrides"Materials Science in Semiconductor Processing. (掲載確定).
• [Publications] Keiji Hayashi: "How to Sensitively Measure the Rate of Neutral Free Radical Production by Photo-Deionization of Negative Ion Beams"Proceedings of SPIE : Third International Symposium on Laser Precision Microfabrication. 4830. 142-146 (2003)
• [Publications] Takuo Kanayama: "Ab Initio Molecular Orbital Characterization of Some Sources for Laser-Assisted Radical Beam Epitaxy of Group-III Nitrides"Proceedings of SPIE : Third International Symposium on Laser Precision Microfabrication. 4830. 147-151 (2003)
• [Publications] Takuo Kanayama: "Ab Initio Molecular Orbital Study on PDECB-Based Laser-Assisted Radical Beam Epitaxy of Group-III Nitrides"Proceedings of the 3rd Asian Pacific Laser Symposium. (掲載確定).