温度可変ラマン分光法によるSiGe混晶の微視的な熱伝導機構解明に関する研究

变温拉曼光谱阐明SiGe混晶微观热传导机制的研究

基本信息

批准号：
21K14201
负责人：
横川凌
金额：
$ 3万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

シリコンゲルマニウム(SiGe)混晶の微小領域における温度測定を確立すべく、高エネルギー(ラマンシフト)分解能を有する顕微ラマン分光装置を用い、SiGeラマンスペクトルの温度可変測定を実施した。前年度に引き続きラマンシフトと温度の関係を具体的に導出することを目的に、顕微ラマン分光装置に温度可変ステージを搭載し、SiGeのラマンシフトと温度の関係(dω/dT)を明らかにした。室温から300℃の範囲ではdω/dTは線形関係を有することが分かり、温度上昇に伴いラマンスペクトルが低エネルギー(低波数)側にシフトすることを確認した。今年度は高Ge組成も含む全Ge組成の単結晶バルクSiGeのラマン分光分析を検討し、光学モードであるSi-Si、Si-Ge、Ge-Ge振動モードのラマンシフトと温度の関係の比較検討を実施した。実験に用いた試料はチョクラルスキーおよび飽和溶融帯移動法で作製された単結晶バルクSiGeである。また、前年度の結果を踏まえつつ温度可変ラマン分光分析を行った結果、全振動モードのdω/dTはGe組成に概ね依存せず、各振動モード特有の一定値を有することが明らかになった。これら光学モードに加え、混晶由来の局在振動モードについてもラマンスペクトルの温度依存性導出を試み、SiGe混晶特有の局在振動モードに関する温度依存性算出も試みた。高Ge組成単結晶バルクSiGeに対し、レーザパワー掃引ラマン分光法と本研究で導出したdω/dTを組み合わせることで孤立原子およびSi-Si、Si-Geペアの局在振動モードがどのような挙動を示すかを詳細に検討を行った。

为了在硅（SIGE）混合晶体的微层中建立温度测量值，使用具有高能量（拉曼移位）分辨率的微观拉曼光谱仪进行了sige拉曼光谱的可变温度测量值。从上一年开始，为了推导拉曼偏移与温度之间的具体关系，我们在微拉曼光谱仪上安装了温度变化阶段，并揭示了Sige的拉曼移位与温度（DΩ/DT）之间的关系。发现DΩ/DT在室温和300°C之间具有线性关系，而拉曼频谱随着温度的升高向低能（低波数）侧移动。今年，我们研究了具有总GE组成的单晶散装SIGE的拉曼光谱，包括高GE组成，并比较了拉曼移位与光学模式SI-SI，SI-GE和GE-GE振动模式之间的关系。实验中使用的样品是由Czochralski和饱和熔体转移方法制备的单晶体积sige。此外，考虑到上一年的结果时，进行了可变的温度拉曼光谱，并且发现所有振动模式的DΩ/DT通常不依赖于GE组成，并且具有每个振动模式独特的恒定值。除了这些光学模式外，我们还尝试从混合晶体得出的局部振动模式中得出依赖温度的拉曼光谱，并尝试计算依赖温度依赖温度依赖温度的局部振动模式。我们已经详细研究了分离的原子，Si-Si和Si-Ge Pair的局部振动模式如何与本研究中得出的激光动力扫描拉曼光谱和DΩ/DT相结合。