酸化物高温超伝導体の原子層エピタキシ-成長表面の光学的観察と成長機構の解明

高温氧化物超导体的原子层外延-生长表面的光学观察和生长机制的阐明

• 批准号: 03243214
• 负责人: 小田 俊理
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03243214/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体、; 原子層エピタキシ-、; MOCVD; 光学反射測定、; 表面吸着、; その場観察

YBa_2Cu_3O_x用CVD成長装置に波長780nmの半導体レ-ザ-とシリコン光検出器を組込み、基板に対して60度の角度で入射した光の反射光強度をモニタ-できるようにした。CVD原料のβジケトン金属錯体(Y,Ba,Cu)と酸素ガスはコンピュ-タ制御によりパルス供給を行なった。450℃に加熱した(100)MgO基板上に原料を交互供給してYBa_2Cu_3O_xの成長を行ないながら成長表面の光学反射率を測定したところ、原料供給に対応して光学反射率が著しく変化することを見出した。RHEED振動に似たふるまいである。GaAs系では表面からの反射光成分は小さいので、偏光を用いてバルクからの寄与を最小限にして変調測定を行なう必要がある。ところが、本研究の場合には目視で十分に反射率の変化が認められた。反射率は過渡変化のあと各金属や酸化物に特有の定常値を示した。過渡時間は金属の種類や基板温度により変化した。どのような機構で表面吸着物質が大きな反射率変化をもたらすかは現在のところ分っていない。現在の成長条件では2次元成長ではなく3次元的な成長がおこっている。完全な一原子層ごとの成長ではないが、一パルスあたりの成長速度は0.3〜10nmである。反射光強度のスペクトルを調べて、表面吸着物質の化学構造を特定し併せて反射率変化の機構を解明する検討を行なっている。光学反射測定はCVDにおける成長その場モニタ-法として有力であることが分った。表面の原子配列状態の監視だけでなく、結晶成長機構の解明にも新しい情報を提供することになろう。

CVD growth apparatus for YBa_2Cu_3O_x semiconductor light detector with wavelength of 780nm, substrate angle of 60 degrees, incident light and reflected light intensity CVD raw material beta metal complex (Y,Ba,Cu) and acid elements are used to control the supply of silicon dioxide. The optical reflectivity of the growth surface was measured when the raw material was alternately supplied on the MgO substrate heated at 450℃. RHEED Vibrations GaAs is a system where the reflected light component of the surface is small, polarized light is used, and the minimum light component is measured. In this study, the reflectance of light is very different from that of light. Reflectance is a transition between constant values unique to each metal and acid. The transition time varies depending on the type of metal and the substrate temperature. The surface absorption of the material is large, and the reflectance changes. Now the growth condition The growth rate of a complete atomic layer is 0.3 ~ 10nm. The intensity of reflected light is modulated, the chemical structure of the adsorbed substance is specified, and the mechanism of reflectance change is discussed. Optical reflectance measurement of CVD growth field Monitoring the atomic alignment of the surface and providing new information on the crystal growth mechanism

项目成果

S.Oda: "Atomic Layer Epitaxy of Oxide Superconductors" J.Thin Solid Films.

S.Oda：“氧化物超导体的原子层外延”J.Thin Solid Films。

S.Oda: "Selflimiting Adsorption of Precursors for Chemical Vapor Deposition of Oxide Superconductors," Physica C,. 185ー189. 2001-2002 (1991)

S.Oda：“氧化物超导体化学气相沉积前体的自限吸附”，Physica C，185-189，2001-2002（1991）。

H.Zama: "In‐Situ Optical Diagnostics for Atomic Layer CVD of Oxide Superconductors" Technical Digest of International Workshop on Science and Technology for Surface Reaction Process.21-22 (1992)

H. Zama：“氧化物超导体原子层CVD的原位光学诊断”国际表面反应过程科学技术研讨会技术文摘.21-22 (1992)

H.Zama: "Reflectance Oscillation in LayerーbyーLayer Growth of Oxide Superconductors" Jpn.J.Appl.Phys.

H.Zama：“氧化物超导体逐层生长中的反射振荡”Jpn.J.Appl.Phys。

S.Oda: "InーSitu Optical Diagnostics in Atomic Layer CVD of Oxide Superconductors." Proc.5th Topical Meeting on Crystal Growth Mechanism.227-231 (1992)

S.Oda：“氧化物超导体原子层 CVD 的原位光学诊断。第五届晶体生长机制专题会议。227-231 (1992)