原子レベルでの結晶成長機構(総括班)

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本年度は本領域が発足した最初の年度であり,次の5つの主要研究項目のもとで研究を行なった。A01)結晶成長理論。この項目に関しては,先ず多元核形成理論の構築を行ない,同時に形態形成の理論展開と分子線エピタキシ法の計算機シミュレ-ション等を行なった。A02)核形成と成長のカイネティクス。本項目では,分子線エピタキシ法および走査検電子顕微鏡内での結晶成長や電流による核形成の制御を通して核形成や表面拡散に関する実験的研究を行なった。これにより,分子線エピタキシにおいても原子ステップ近傍では成長は熱平衡に近い状態で起っていることが示された。A03)成長表面と界面構造。本項目ではX線および電子線を用いて成長界面に関する情報を得た。X線に関しては表面X線回折やCTR散乱法により表面1〜2原子層の構造を調べた。又,電子線に関してはREM法やRHEED法を用いて成長表面の構造や不純物原子と表面構造の関係を調べた。A04)エピタキシ機構。この項目に関しては特にヘテロエピタキシに重点を置き研究を行なった。基板と格子定数が異る結晶を成長させるときに発生する様々な特異な成長の振舞いを特に元素及び化合物半導体を例にとり調べた。主な研究テ-マとしては,格子緩和の位置,欠陥発生,バッファ層の導入の影響,成長の初期過程,界面での原子置換反応等である。A05)環境層と成長機構。本項目では主として融液成長および溶液成長のような濃厚環境相の場合の成長機構を環境層側に注目し研究した。研究手段としては走査型トンネル顕微鏡,レ-ザ光散乱顕微鏡,エリプソメ-タ等を用い,溶液中の結晶表面構造,溶液構造,擬似液体層の振舞等につき研究を行なった。