弾性歪・界面歪拘束系におけるエピタキシャル成長メカニズムの理論的・実験的解析-2

弹性应变/界面应变约束系统外延生长机制的理论与实验分析-2

基本信息

批准号：
04227225
负责人：
伊藤太一郎
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(110)SrTiO_3基板上での(115)Bi_2Sr_2CuOxエピタキシャル膜の方位分布の異方性について研究した。基板加熱なしでスパッタ法によって、Bi_2Sr_2CuOx膜を成膜した。成膜条件をかえても常にアモルファス状態であった。これを820℃真空中でアニールすることによって固相反応を利用してエピタキシャル膜とすることを試みた。主として通常のX線回析とω法によって構造的評価を行なった。まず、オフ角なしの(110)SrTiO_3基板上では(115)film〓(110)sub〔110〕film〓〔001〕subと(115)film〓(110)sub〔110〕film〓〔001〕subの関係を満すダブルドメイン構造をとることが判明した。一方、(110)から1.6ﾟオフ角を持つオフ基板上では、ω法によると(115)回析線は4.8ﾟの半価巾を有し鋭いピークと肩を有していることが判明した。解析の結果、基板の〔110〕subに対して51.4℃軸がかたむいた粒が鋭いピークを形成し、48.4ﾟかたむいた粒が肩の部分に対応することになった。格子のミスマッチは基板の〔T10〕subに5.5%、〔001〕subに-2.8%と異方性を持つ。前述の2種類の粒は〔001〕subのまわりにミスマッチの大きい方向に異ったかたむきを持つことになる。基板と薄膜の界面を含む断面の原子配列をみてみると、ミスマッチを緩和することのみを考えると(116)が成長することになるが、界面に接する原子密度が小さく、多数の原子が大きな距離を移動する必要があり格子エネルギーを増加させることになる。(115)の場合界面に接する原子の密度も高く、原子の移動量も少くてすむ。したがって、大きなミスマッチ(異方性のある)の緩和は界面における歪エネルギーと格子エネルギーの競合する中で系全体のエネルギーを最小にするように進行することになる。

研究了（115）在（110）SRTIO_3底物上的（115）bi_2sr_2cuox上截图的方向分布的各向异性。 BI_2SR_2CUOX膜是通过溅射而无需加热底物而形成的。即使改变了胶片形成条件，胶卷也始终处于无定形状态。通过在820°C的真空中退火，我们尝试使用固相反应形成外延膜。结构评估主要使用常规X射线衍射和ω方法进行。首先，发现在（110）srtio_3底物没有偏角上，采用了双层结构，满足了（115）胶片（110）sub sub sub〔110film〓（001】sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub sub和（115）胶片（110）sub（110）sub sub。与（110）的脱角度为1.6°的底物，由于分析，半价值的宽度为4.8°，峰值和肩膀的尖峰，倾斜的晶粒为51.4°C尖锐的峰值形成了靠近[110]的峰值对[T10]的不匹配为5.5％，在底物的[001]下，上述两种类型的谷物将在[001]的倾斜度上具有不同的斜角，在[001]的方向上，在较大的不匹配的情况下，包括sibsect的界面，如果我们仅考虑了sine the Mistrate的界面，则与界面接触的原子密度很小，许多原子必须走很远的距离，这会增加（115）的晶格能量，与界面接触的原子密度很高，因此原子的量很小，因此，大型不匹配（各向异性）的放松量很小。