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成長初期におけるエピタキシャル膜構造の研究

外延薄膜生长早期结构研究

基本信息

批准号：
05211215
负责人：
万波通彦
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto 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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

「鏡面反射イオン分光法」という、表面及びエピタキシー薄膜の新しい評価法を確立した。これまで、結晶表面にほぼ平行に運動する高速イオンの散乱現象について詳細な研究を行い、関わりあるいくつかの現象を明らかにしてきた。そして、特に表面原子配列に敏感に依存する現象を選び、エピタキシャル成長過程における結晶表面の原子構造を探る研究を行ってきた。斜入射イオン散乱では、特に、イオンの散乱角度分布が結晶表面のステップに敏感である。これを利用して、エピタキシャル成長中の結晶表面で高速イオンを斜入射散乱させ、散乱イオンの角度分布の「その場」測定により、成長膜表面構造の研究を行った。これまで「その場」測定に使用してきたイオン散乱迅速測定装置に、今回オシロスコープを加え、結晶成長中の散乱イオン強度のその場観察を可視化した。この計測システムを用いて、鏡面反射イオン分光により、3keVのHe+イオン、3keVの中性He、0.5MeVのH+を使って、GaAs(100)のMBE成長とPbSe(111)表面の気相成長のその場観察を行った。その結果、いずれの場合にも、反射イオン強度がそれぞれの1分子層の成長に対応した周期の振動を示すことを、イオンを使った測定において世界で初めて発見した。このような微小角斜入射イオンは、表面の個々の原子を見ずに原子面を見ており、反射イオンの強度は、表面上のステップ分布と密度の情報を直接的に反映したものである。強度振動の振幅の入射角依存より、ステップ密度の変化量を求めることが出来た。これらの結果より、鏡面反射イオン分光が、Layer-by-layer成長の実時間観測に使用でき、このような成長表面の、その場研究における有力な解析方法となることを示した。また、入射粒子にHe原子等の中性粒子を使用することで、絶縁性の結晶の成長におけるその場観察のような、RHEEDで出来なかった分野の研究への可能性を示した。

A new method for evaluating specular reflectance spectroscopy on thin films was established. This is a detailed study of the phenomenon of high speed and scattering on the surface of crystals. The study of atomic structure of crystal surface depends on the process of crystal growth. The angle distribution of oblique incidence scattering, special scattering and scattering is sensitive to the crystal surface. This paper studies the surface structure of growing films by measuring the angular distribution of high-speed scattering and scattering on the growing crystal surface. The measurement of the "scattered field" uses a rapid measurement device to visualize the scattered field intensity during crystal growth. The measurement parameters include: temperature, specular reflection, spectroscopic parameters, He+ ions at 3keV, neutral He at 3 keV, H+ ions at 0.5 MeV, MBE growth of GaAs(100) and field observation of phase growth on the surface of PbSe(111). The result is that the intensity of the reflection is higher than that of the growth of the molecular layer. The information on the intensity and density of the reflected atoms on the surface is directly reflected by the angle of incidence. The amplitude of intensity vibration depends on the incident angle, and the change of density is calculated. The results of this study are as follows: Specular reflection spectroscopy, Layer-by-layer growth time measurement, growth surface analysis, and field analysis. The possibility of using neutral particles such as incident particles and He atoms to investigate the growth of dielectric crystals and the separation of RHEED particles was demonstrated.