2011 Fiscal Year Research-status Report
電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長による薄膜の複合面方位構造形成
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23560028
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| Research Institution | Iwaki Meisei University |
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Principal Investigator |
井上 知泰 いわき明星大学, 科学技術学部, 教授 (60193596)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 結晶成長 / 超薄膜 / 表面界面物性 / 方位選択エピタキシ / 電子ビーム照射 |
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| Research Abstract |
既存の低速電子ビーム源と試料吸収電流像(AEI)表示システムを利用して、試料表面上の電子ビーム照射位置を制御し、電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長実験を行い、CeO2(100)と(110)領域間の遷移領域の大きさを支配している基板表面電位の拡がりを決定する要因の解析を進めた。 Si(100)基板の比抵抗による遷移領域幅の変化を詳細に調べた。実験似使用したSi基板の比抵抗範囲は、0.01 から 2,500 Ωcm と可能な限り広く取った。これらのSi基板上に電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長させた試料を製作し、産業技術総合研究所の高分解X線回折装置を用いて、試料面内の結晶方位分布の精密測定を行った。試料内の測定位置を少しずつずらしながら測定を繰り返す方法を取ったので、位置の移動を容易に行える様にするために専用の試料台を製作した。その結果、遷移領域の幅は基板の比抵抗の対数に比例して減少することが分かった。 電子ビームを細径化するために、電子銃を分解してアパーチュアを、これ迄の内径 3 mmから1 mm のものに交換した。ビーム電流は予想通り一桁近く小さくなったが、方位選択エピタキシャル成長のための表面電位制御には充分な電流、1.5 μA を確保できた。これにより次年度の細径化した電子ビームを用いた実験の準備が完了した。 絶縁層上シリコン膜(SOI)基板をパターンニングして、Si(100)層を島状構造に加工して、Si島の外への表面電位変調効果の伝搬を阻止する研究を進めるために、リソグラフィー技術を用いて、SOI基板をパターンニングする方法を開発できた。次年度以降に、この構造のSOI試料を用いた実験を進めることが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
東日本大震災の影響で3月11日と4月11日の2回に渡って実験室は停電し、実験装置が全面停止した上、多くの実験装置は転倒は免れたものの、室内を大きく移動した。性能の確認、一部の修理など、研究設備の復旧に約2ヶ月程掛った。特に、製膜実験の主役であるマグネトロンスパッタ装置は室内で数10cm移動し、高純度ガス用ステンレス配管にリークが発生するなどの問題が発生した。幸運にも、全面的に故障した実験装置は無かった。 努力の甲斐があって、当初の予想よりも早く、6月頃から本格的に研究を再開できた。夏期休暇や土曜、日曜に実験を行い、初年度に予定していた研究計画は概ね達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
二次元パターン方位選択エピタキシャル成長の詳しい実験的検討を継続して進める。以下の３項目について研究を進める。１）Si基板の比抵抗によるCeO2(100)領域と(110)領域間の遷移領域の幅の変化を更に詳細に調べる。２）電子ビーム細径化するためのアパーチュアの穴径を最適化し、電子ビーム細径化による遷移領域幅縮小の効果を検証するための実験を進める。３）リソグラフィーによりパターン化して電気的に絶縁された島状構造に加工したSOI基板を用いることにより、異る面方位を持つ領域間の遷移領域の最小化を図るための実験を進め、この方法の実効性の検討を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
一番大きいのは、故障したロータリーポンプや超純水製造装置などの保守、修理に相当な額を充当する。 材料費としては、SOI基板、真空部品、電子部品、水配管用部品、ガス、薬品などの実験用品を購入に充てる。 旅費としては、研究成果発表のために海外(アメリカ、シアトル)で開催される国際会議に出席するために、海外渡航費を使う。また、応用物理学会などの国内学会への参加にも費用を充当する。
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Research Products
(7 results)
