シリコン系超分子の作製と構造抑制に関する研究

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シランおよびゲルマンプラズマを用いた,Si系およびGe系超分子構造作製法の探索を目的とし,超分子構造作製のためのプラズマ制御の観点から,Si系およびGe系微粒子の発生・成長過程を系統的に調べた.さらに,これらの基礎的な理解に基づき,超分子のサイズ・構造を制御するキーパラメータについて検討を行った.以下に主要な結果のみ示すが,この他にも多くの有益な知見を得ることが出来た.1. Si系およびGe系微粒子の中心サイズは,変調高周波放電プラズマ発生法の放電維持時間を変化することで数nmから数100nmの範囲にわたって,比較的自由に制御できる.この場合の,微粒子サイズ分布の広がりは,放電開始がら微粒子核発生までの時間の違い,微粒子成長率の空間的な違いによって主として決まっている.2. 微粒子の結晶性を制御するためのキーパラメータは,H_2希釈率と微粒子成長率である.高H_2希釈,低成長率の場合ほど,Si微粒子の結晶性が良くなる.また,微結晶サイズはサイズ効果が期待できる10nm程度以下である.3. 微粒子サイズは通常,微結晶サイズよりも大きい.微粒子サイズと微結晶サイズを一致させるには,微粒子同士の凝集を防ぐことが重要である.4. ナノSi結晶超分子については室温で可視発光フォトルミネッセンスを示す.