三元混晶銅カルコパイライトの原子層エピタキシャル成長

三元混晶铜黄铜矿原子层外延生长

• 批准号: 06650009
• 负责人: 飯田 誠之
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650009/
• 关键词: カルコパイライト; 原子層エピタキシ-; 気相エピタキシ-; 二硫化銅アルミニウム; 成長メカニズム; X線回折

本研究の目的は,金属塩化物(CuCl,GaCl_3と硫化水素の交互供給により申請者が初めて報告したCuGaS_2の原子層エピタキシャル成長(ALE)の研究成果を基礎として,1.CuAlS_2のALEが可能かどうかを調べることである.そしてCuAlS_2のALEが可能となったならば,2.CuGaS_2のALE条件を踏まえて,CuAl_XGa_<1-x>S_2混晶のALEを,(CuAlS_2)_n)(CuGaS_2)_mの規則混晶とAlとGaが混在する不規則混晶のそれぞれのかたちで試みることである.目的1.については,CuGaS_2の場合と同様に金属塩化物(III族原料にはGaCl_3の代わりにAlCl_3を用いた)と硫化水素の交互供給を行ったところ,CuAlS_2の1サイクル当たりの成長速度が単分子層厚で飽和する領域を,基板温度およびCuとSの各原料供給量に対して観測した.しかし,Al原料供給量に対して成長速度の飽和が観測されなかったこと,c軸方向だけでなくa軸方向への配向も混在していたことから,ALEは達成されていないと思われる.CuAlS_2のALE、さらに目的2.のCuAl_xGa_<1-x>S_2のALEが可能かどうかを明らかにするためには,成長メカニズムの解明が必要と考え,CuとAlの金属原料を独立に供給可能なように成長装置を改造し,原料の供給順序や供給方法をかえて成長実験を行った.実験結果から,S原料ガスがCuおよびAlの2種類の金属原料ガスと同時に混合された場合でしかCuAlS_2層が成長しないことがほぼ確かとなった.III-V族のクロライド系ALEにおいては一塩化金属分子が成長表面上に一分子層吸着することが自己停止機能につながっていると解釈されていることを踏まえ,III族原料としてAlClに分解されることが期待できる有機金属原料(C_2H_5)_2AlClを用いて成長を行った,CuAlS_2は生成することが明らかになり,この原料でCuAlS_2のALEを試みる必要がある.

The purpose of this study is to provide a basis for the study of the interaction between CuCl, GaCl_3 and elemental sulfide. 1. CuAlS_2 and ALE may be modulated. 2. The ALE of CuAlS_2 is possible; 2. The ALE of CuGaS_2 is possible; 3. The ALE of CuAl_XGa_S_2 is possible; 4. The ALE of <1-x>CuAl_XGa_S_2 is possible; 5. The ALE of CuAl_XGa_S_2 is possible; 6. Objective 1. In the case of CuGaS_2, the growth rate of CuAlS_2 in the range of single molecular layer thickness and saturation, the substrate temperature and the supply amount of Cu and S are measured. 2. CuAlS_2 and <1-x>Al_2O_3 may be supplied independently of each other, and the growth process may be carried out by reforming the growth equipment and the raw material supply sequence. As a result,S raw materials are mixed simultaneously with Cu and Al, and CuAlS_2 layer is grown.III-V raw materials are mixed simultaneously with Cu and Al, and a molecular layer is adsorbed on the growth surface of a metal molecule. It is expected that the decomposition of group III raw materials and AlCl will lead to the growth of CuAlS_2, which is the organic metal raw material (C_2H_5)_2AlCl.

项目成果

飯田誠之: "カルコパイライト化合物CuGaS_2の原子層エピタキシ--ストイキオメトリー制御の可能性-" 応用物理. 64. 137-140 (1995)

Masayuki Iida：“黄铜矿化合物 CuGaS_2 的原子层外延——化学计量控制的可能性——”应用物理学 64. 137-140 (1995)。