MBE装置のための蒸留精製機構を備えた圧力制御型高純度水銀ビ-ム源の製作

用于MBE设备的配备蒸馏纯化机构的压力控制高纯汞束源的制造

• 批准号: 03650247
• 负责人: 杉浦 修
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-03650247/
• 关键词: MBE成長; 水銀テルル; 蒸留精製; 酸素; 二酸化炭素; SIMS測定

予備実験で試作した圧力制御型水銀ビ-ム源にステンレス製蒸留精製装置を取り付けた。同装置により回収効率91%で水銀を蒸留精製できた。これは気化室(190℃)および凝集室(130℃)の水銀蒸気圧から計算される値と一致していた。不純物元素のなかで結晶性に大きく影響する酸素の供給源となるガス成分(O_2とCO_2)の除去効果を四重極質量分析器を用いて評価した。1回の蒸留精製工程で、O_2については1/10以下、CO_2については1/100以下まで含有量を低減できることが明らかになった。MBE成長条件を正確に制御するため、試料の加熱方式を輻射加熱から通電加熱に変更し、同加熱装置を本科研費で購入したマニュピレ-タに装着して、MBE装置に組込んだ。以上の改良により、成長温度の再現性が改善され、さらにRHEEDの観察が容易になり、単結晶成長条件が容易に見い出せるようになった。MBE成長したHgTe膜中に含まれる不純物酸素原子の量をSIMS測定で評価した。蒸留精製した膜は、精製しない膜に比べ酸素原子濃度は、約1/10に減少していた。以上より、水銀を蒸留精製することより成長膜の純度が向上する事を示した。ただし、当初期待した、単結晶成長温度領域の大幅な拡大は、確認されなかった。これは、排気装置の能力不足によるMBE装置自体からの汚染が存在しているためと思われる。これは、SIMSで測定した酸素原子濃度分布が成長膜表面で高かったことからも示唆される。

In preparation for the trial production of the pressure-controlled mercury visor-source Sentience steaming and refining device. The recovery rate of mercury in the same device is 91%. The mercury vapor pressure in the reaction chamber (190℃) and the condensation chamber (130℃) is calculated according to the temperature. Impurity elements have a large influence on the crystallinity of the acid supply and the removal of the impurity component (O_2 and CO_2). 1. The content of O_2 is less than 1/10, CO_2 is less than 1/100, and the content of O_2 is less than 1/100. MBE growth conditions are controlled correctly, sample heating methods are radiant heating, electrical heating is carried out, and heating equipment is purchased for this research. The above improvements improve the reproducibility of growth temperature, ease of observation of RHEED, and ease of observation of single crystal growth conditions The content of impurity atoms in MBE grown HgTe films was evaluated by SIMS. Evaporation refining film is about 1/10 of the atomic concentration of citric acid. The purity of the growth film is improved by evaporation and purification of mercury. It is expected that the crystal growth temperature field will be greatly increased. The capacity of the exhaust device is insufficient. The MBE device itself is contaminated. The atomic concentration distribution of the growth film was measured by SIMS.

项目成果

芳賀 亮,菅原 聡,杉浦 修,松村 正清: "蒸留精製機構付きHgセルを用いたHgTeのMBE成長" 第52回応用物理学会学術講演会予稿集. 1. 334-334 (1991)

Ryo Haga、Satoshi Sugarara、Osamu Sugiura、Masakiyo Matsumura：“使用具有蒸馏纯化机制的汞电池进行 HgTe 的 MBE 生长”日本应用物理学会第 52 届年会论文集 1. 334-334 (1991)。