原子レベルでの結晶成長機構に関する研究

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本総研では、原子レベルでの結晶成長機構を調べる目的で、問題を以下の1)〜5)にわけ、理論家と実験室がお互いの領域を越えて討論し研究を進めた。先ず1)結晶成長理論の精密化に関しては、樹枝状成長の形態、計算機による成長のシミュレ-ション等を行ない成長の微視的振舞についての理解を深めた。2)核形成の原子的プロセスと成長のカイネティクスに関しては超高真空下でGaAsのMBE成長を行なったとき、成長とともにステップ端がどのように変化するかを調べた。同時にGaの表面拡散につき知見を得た。又、ファセット近傍の外形を調べることによりステップ関相互作用についての知見を得た。3)結晶の界面・表面構造は、成長を理解する上で極めて重要である。そこで、超高真空下でシリコンの表面構造をステップとのかかわり合いでくわしく調べた。又、高温での結晶表面のラフニングについても研究を行なった。4)エピタキシャル成長機構に関しては、気相成長におけるマクロステップの発生とヘテロエピタキシャル成長における格子緩和の様子を調べた。5)環境相と成長機構に関しては、酸化物超伝導結晶を例にとり、溶液が成長結晶の結晶性におよぼす効果を調べた。以上の研究を分担し、行なった他、平成3年度から始まる重点領域研究「原子レベルでの結晶成長機構」の組織作りと研究計画の作成のため、計画研究担当者全体会議や、研究代表者会議を開催した。以上、核形成から環境相における物質輸送まで理論的実験的研究を行ない原子スケ-ルでの成長素過程に関しより深い理解を得た。