共有結合性結晶の気相エピタキシャル成長に関する量子化学的研究

共价晶体气相外延生长的量子化学研究

• 批准号: 04243203
• 负责人: 笈川 節子
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Chiba 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04243203/
• 关键词: 化学反応理論; 分子動道法; 結晶成長; ステップ成長; ダイヤモンド; C(001)面; C原子; 核生成

今年度はC原子によるC(001)面のステップ成長機構を研究した。はじめに,C(001)再構成面に基本構造をab intio MO法で求めた。電子相関を考慮した構造最適化計算の結果,最安定構造はSi(001)再構成面の場合と同じく,スピン-重項状態の(2×1)対称ダイマー構造であると得られた。これから考えると、C(001)面にもSi(001)面と同じS_A・S_Bの2種類のステップが存在しているはずである。この予想は,最近都野らが観測したC(001)成長面のSTM像によって確認された。ここでS_A及びS_BステップはSi(001)面についてのChadiの定義に従ッて、ダイマー列が伸びる方向の成長をSbステップ成長,これに直交する方向の成長をS_Aステップ成長を呼ぶ。計算には各ステップ構造を表すクラスターモデルを考え、これにC原子が2個吸着付加して1個の最表面ダイマー構造が生成して成長が進む際の安定構造と,安定化エネルギーを原子数が多いので半経験的MOであるMNDO法で求めた。その結果,S_Bステップ成長は,タイプIとタイプIIの二種類の構造が成長過程に現れ,これらの構造を交互に取りながら,ダイマー列成長が進むことにより起こると孝えられた。S_Bステップでは,成長が各ダイマー毎に独立に起こるためステップ端は整わす凹凸があると予想されるが,STM観察もそうなっている。一方,S_Aステップ成長は、ステップ端の下層ダイマー列の上にダイマー核が生成することから始まり、核を中心にしたダイマー列の伸長(S_Bステップ成長と等価)が続く反応であることがわかった。核生成がダイマー列伸長反応より遅いとき、A_Aステップ成長速度がS_Bステップ成長より遅くなり,S_Aステップ端が整列すると考えられる。実際に,このような機構が働いているかどうかを調べるため,C原子がC(001)テラス面およびステップ端を表面移動する上で必要なエネルギーを正確に求める研究を続行している。

This year's C atom C (001) surface growth mechanism research C (001) reconstruction plane basic structure ab intio MO method. The results of optimization calculation of electron correlation structure show that the most stable structure is Si (001) reconstruction plane, and the most stable structure is Si (001) reconstruction plane. C (001) plane Si (001) plane S_A·S_B plane S_B plane S_A·S_B plane The STM image of C (001) growth plane was confirmed recently. The growth of Si_A and Si_B in the Si (001) plane is characterized by the growth of Si_A and Si_B in the orthogonal direction. The calculation of the structure of each atom is based on the calculation of the number of atoms in the surface of the structure. As a result, the growth of S_B_S_T_T_S_T_T S_B_S_S On the one hand, S_A_s_t_t_s_t_t_s_t_s_t_t_s_t Nuclear generation is the result of a series of elongation reactions, A_A_S_S_S. In fact, the mechanism of C atom C (001) is necessary for correct research.

项目成果

M.Tsuda,S.Oikawa,S.Furukawa,C.Sekine,M.Hata: "Mechanism of the Step Growth of Diamond Caystals with Carbon Atous I.Epitaxal Grouth of (001) surfa ces" J.Electrochem.Soc.139. 1482-1489 (1992)

M.Tsuda、S.Oikawa、S.Furukawa、C.Sekine、M.Hata：“(001) 表面碳原子 I.外延生长金刚石晶体的逐步生长机制”J.Electrochem.Soc.139

畑 晶之,津田 穰,笈川 節子: "Diamond(001)面上の炭素原子の表面拡散機構(III)拡散の活性化エネルギー" 第40回応用物理学関係連合講演会要旨集. (1993)

Akiyuki Hata、Minoru Tsuda、Setsuko Omakawa：“碳原子在金刚石（001）表面上的表面扩散机制（III）扩散活化能”第 40 届应用物理联盟会议摘要（1993 年）。

笈川 節子,津田 穣,畑 晶文,古川 伸二,関根 知世子: "ダイヤモンド(001)面のステップ成長反応機構" 分子構造総合討論会要旨集. 106-106 (1992)

Settsuko Omakawa、Jo Tsuda、Akifumi Hata、Shinji Furukawa、Chiyoko Sekine：“金刚石 (001) 表面的阶梯生长反应机制”分子结构综合讨论组摘要 106-106 (1992)。

笈川 節子,大原 千佳,畑 晶之,津田 穰: "炭素原子によるダイヤモンド結晶成長の反応素過程,(001)面S_Bステップ成長の初期過程" 第40回応用物理学関係連合講演会要旨集. (1993)

Settsuko Omakawa、Chika Ohara、Akiyuki Hata 和 Minoru Tsuda：“碳原子金刚石晶体生长的反应基本过程，(001)面 S_B 阶梯生长的初始过程”第 40 届应用物理联席会议摘要（1993）。