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

弹性应变和界面应变约束系统中外延生长机制的理论和实验分析

基本信息

批准号：
03243226
负责人：
伊藤太一郎
金额：
$ 2.62万
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：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Sp^3混成軌道を有しボンドエネルギ-が12eVと大きなZnOの界面での拘束を把握するために,まずエピタキシ-の影響のないガラス基板上で薄膜自身の配向性(SelfーTexture)を評価した。界面での拘束がないために配向する面(基板に対して平行な面)は表面自由エネルギ-の小さい方が有利である,計算によって(0001)に対して0.099ev/A^2,(11_20)に対して0.123eV/A^2,(10_10)に対して0.209eV/A^2となり,平衡状態でエピタキシ-の影響がなければ(0001)が優先配当することになる。実際平衡状態で(0001)が,非平衡状態を制御することによってSelfーTextureを(0001),(11_20),(10_10)と変化させることに成功した。これらの結果をもとに,エピタキシャル方位が[0001]であるが,ミスフィットが18%と大きな(0001)サフアイア基板上でガラス上の(0001)配向膜を得るのと同じ条件で良好なエピタキシャル膜が得られたが,界面の拘束力を成長層の方位分布で緩和する成長モ-ドと格子定数分布で緩和する成長モ-ドの2種類あることを見い出した。一方,(0001)以外の方位を有するZnOエピタキシャル膜を得るにはガラス基板上で(0001)以外の配向を得る条件であることを見い出し,新たに(100)MgO上で(10_10)エピタキシャル膜を得ることに成功した。また,ZnOは(0001)以外の単結晶膜では弾性定数の面内異方性によって成長中の応力緩和機構に異方性が生ずる。これらの界面拘束の異方性を応力の測定によって評価した。結合に方向性がなく強いイオン結合性を有するLiNbO_3は基板からの拘束力を受けやすいためにZnOなどと比べてエピタキシャル成長させることは比較的容易であるが,その方位を変化させるのは容易でない。今回,界面エネルギ-とアニオン/カチオン比を考慮することによって,方位制御を可能にした。

为了掌握SP^3杂交轨道和12EV的大键能之间ZnO之间的限制，首先在不受外膜影响影响的玻璃基板上评估了薄膜本身的方向（自我文本）。因为在界面上没有约束，因此具有较小的表面自由能的表面（平行于基板的平面）是有利的。对于（0001）的计算为0.099ev/a^2，对于（11_20），0.123ev/a^2对于（11_20），0.209ev/a^2对于（10_10），（10_10）和（0001），如果平衡中没有外在效果。实际上，在平衡（0001）中，我们通过控制非平衡状态成功地将自我文字更改为（0001），（11_20），（10_10）。基于这些结果，我们发现在（在（0001）玻璃上获得（0001）玻璃上的（0001）saphiir底物上的（0001）玻璃上获得（0001）玻璃上的（0001）saphiir底物上的（较大的不合格）的（18％）的（18％）上获得的良好外延膜，并且有两种类型的类型：生长模式在界面上放松界面的增长分布的增长层和成长层的增长层的增长层，并散发出了成长层的增长层和成长层的分布。另一方面，发现获得了（0001）以外的其他方向的ZnO外延膜以在玻璃基板上获得（0001）以外的其他方向，并且获得了（100）MGO上的新外延膜（10_10）。此外，在（0001）以外的单晶膜中，由于弹性常数的平面各向异性引起的生长期间的应力松弛机制发生了各向异性。通过应力测量评估这些界面约束的各向异性。 Linbo_3没有方向性键并且具有较强的离子键特性，很容易受到底物的结合力，因此与ZnO相比，在外恋上生长相对容易，但是改变其方向并不容易。在本文中，可以考虑到界面能量和阴离子/阳离子比，可以控制方向控制。