ヘテロ界面での量子機能物質成長機構の理論的解析

量子功能材料异质界面生长机理的理论分析

• 批准号: 07640440
• 负责人: 川村 隆明
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640440/
• 关键词: 量子機能物質; ヘテロ界面; エピタキシャル成長; ヘテロ・エピタキシ-; モンテ・カルロ法; シミュレーション

量子機能をもつ物質作製の基礎となるヘテロ成長のシミュレーション法の開発とそれによるヘテロ界面の形成過程の解析を行った。これまでモンテ-カルロ法では基盤結晶と異なる物質をエピタキシャル成長させるヘテロ成長のシミュレーションは困難とされていた。本研究では基盤結晶と成長物質のそれぞれに相対座標を新たに導入するアルゴリズムによりヘテロ成長のシミュレーションが可能であることを示し、実際にシミュレーションを行うプログラムを開発した。また,予備的なシミュレーションを行い、この方法が実際にうまくいくことを確認し、Si基盤上のGeのエピタキシャル成長について解析を行った。シミュレーション用にワークステーションを購入し、プログラム開発とデータ処理のためのグラフィックス表示を行った。具体例として、まずSiとGeについて別々にシミュレーションを行い,それぞれの実験データとの比較によりシミュレーションでのパラメータの最適化と各々の結晶成長の特性比較を行った。次にヘテロ界面に形成される領域境界(ドメイン境界)の成長に及ぼす影響をシミュレーションしSi(100)上のGe成長では領域境界においてGeが優先的に成長することがシミュレーションで再現できることを明らかにした。これらの成長過程のシミュレーション結果をコンピュータグラフィックスを用いて可視化することにより,ヘテロ界面形成過程の解析を容易にすることができた。今後は動画化により、時間変化を解析する予定である。本研究の結果、ヘテロ成長過程をシミュレーションで再現することができたので、これを用いた量子機能物質作製に応用することが可能である。定量的シミュレーションが今後の課題である。

The analysis of the formation process of quantum functional materials This is the first time that a crystal has been formed. In this study, we introduced a new method for the preparation of substrate crystals and growth materials, and developed a new method for the preparation of substrate crystals. In addition, the preparation of Ge on Si substrate was analyzed. The first step is to purchase, open and process the product. For example, Si and Ge are used to optimize the crystal growth characteristics of different crystals. The growth of Ge on Si(100) and the formation of Ge on Si(100) in the second domain are preferred. The process of growth and development is easy to visualize. In the future, animation and time analysis will be determined. The results of this study indicate that the growth process of quantum functional materials can be reproduced. Quantitative analysis of the future problems.

项目成果

T. Kawamura: "Monte Carlo simulation of transitions related to growth on (out)faces of Si and Ge" Phase Transitions. 53. 215-233 (1995)

T. Kawamura：“与 Si 和 Ge 的（外）面生长相关的转变的蒙特卡罗模拟”相变。

T. Kawamura: "RHEED from stepped surfaces and its relation to RHEED intensity oscillations observed during MBE growth" Surface Science. (印刷中). (1996)

T. Kawamura：“阶梯表面的 RHEED 及其与 MBE 生长过程中观察到的 RHEED 强度振荡的关系”《表面科学》（出版中）。