原子レベルでの結晶成長機構(総括班)

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本年度は、平成3年度から5年度にわたって行われた本重点領域研究のとりまとめを行った。とりまとめに際し、次の主要項目ごとに成果を整理した。(1)結晶成長理論、(2)核形成と成長のカイネティクス、(3)成長表面と界面構造、(4)エピタキシ-機構、(5)環境相と成長機構。 この各研究項目ごとにさらに各研究者の分担を定めその成果をまとめた。結晶成長理論に関しては多成分系核形成理論、結晶の異方性をとり入れた形態形成理論の確立、計算機シミュレーションによる分子線エピタキシ素過程の解明が主な成果である。核形成と成長のカイネティクスに関しては、原子の表面拡散と成長ステップにおける原子のとり込みに関し多くの知見が得られた。成長面と界面構造に関してはX線散乱を用いたSiとSiO_2界面の原子構造の解明に加え電子線はじめ各種の手段を用いて原子スケールでの界面・表面構造を明かにした。エピタキシに関しては特に格子定数差の大きいヘテロエピタキシ機構の解明にとり組み、不整転位の導入機構、バッファ層の役割等従来不明であった重要な問題をいくつか明かにした。環境相と成長機構に関しては特に溶液成長を取り上げ、包晶反応をともなう結晶成長の機構、成長にむけての溶液の構造変化、溶質の脱溶媒過程等従来複雑さのため未開拓であった分野に科学的なメスを入れ部分的ながらその機構を明かにした。以上の成果は日本結晶成長学会誌第21巻5号別冊としてまとめられている他、「大学と科学」シンポジウムでも公開され1041名という多数の参加者に報告された。