A-P/FEESによるIrおよびSi上のGe蒸着膜の構造と電子状態の微視的研究

利用 A-P/FEES 显微研究 Ir 和 Si 上 Ge 沉积薄膜的结构和电子态

• 批准号: 05750029
• 负责人: 芦野 慎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750029/
• 关键词: アトムプローブ; 電界放射電子分光法; 表面電子状態; 組成分布; 欠陥密度; 表面偏析; 電界脱離; エピタクシャル成長

本研究では、アトムプローブ(A-P)に電界放射電子分光器(FEES)を組み込んだ装置を用いて、Ir針先端に形成されるGe蒸着膜の構造、組成、および、表面電子状態を原始的スケールで分析し、Ge膜内へIr原子が混入すること、さらに、膜内の欠陥密度やIr原子の濃度によりGe膜の表面電子状態が変化することを明らかにした。また、n型Siの針状試料を作製し、清浄な表面の電子状態を調べた。Ir針上へのGe蒸着は、基板温度を50K、室温、420Kの3通りとし、フィラメントを抵抗加熱して行った。その際、フィラメント温度を1100-1200Kと、800-900Kの2通りに設定し、Ge膜内が30-40MLとなるように蒸着時間をそれぞれ3-5分と20-30分とした。そして蒸着後、表面原子を徐々に電界脱離しながらA-P/FEESによる分析を行った。Ge膜はストランスキー=クラスタノフ型の成長様式を示し、数から十数MLの電界脱離によりGe膜表面のクラスターは消滅した。蒸着時の基板温度やフィラメント温度が高い場合には、Ge膜内や表面よりIr原子が検出された。この結果は、高温での蒸着によりIr原子がGe膜内に移り、膜を通り抜けて表面方向に拡散すること示している。また、各原子層から検出される原子数をA-P分析により求め、蒸着膜内の欠陥密度の分布を求めた。欠陥密度は基板温度が低い場合に高くなったが、蒸着後420Kでの加熱処理により著しく減少し、結晶性の高いGe膜が得られた。Ge膜表面の電子状態は、10ML以下の膜厚で、膜内の欠陥密度やIr原子の濃度により大きく変化した。すなわち、結晶化したGe膜の場合、4MLの膜厚でもエネルギーギャップを持った半導体的な電子状態となるが、膜内に欠陥やIr原子が含まれると、4MLから10MLまでの厚い層でも金属的な表面電子状態を示した。本研究では、さらに、n型Siの〈111〉軸近傍より金属的なスペクトルが得られたが、この結果は現在計画されているのSi上のGe膜の電子状態の解明に際して求められる基礎となるデータを提供するものである。

In this study, the electronic radiation electron spectrometer (FEES) device is used to form the evaporated Ge film. The Ge film is fabricated, assembled, fabricated, and the Ir atoms in the Ge film are mixed into the substrate. The density in the film is lower than that of the Ir atom. The electron state of the surface of the GE film is measured. The metal and n-type Si billet materials are used for cleaning and cleaning the surface of the machine. The temperature of the substrate is 50K, and the temperature is 420K. The temperature range is 1100-1200K, the 2-pass setting is 800K-900K, and the temperature in the Ge film is 30-40ML. The heating time is 3-5 min and 20-30 min. After the hydrogen is steamed, the surface atoms are removed from the electrical field for A-P/FEES analysis. The Ge film is used as a long-term indicator, the number of ML devices is more than ten times, and the Ge film surface is very sensitive. When steaming, the substrate temperature is high, the temperature is high, and the surface of the Ge film is covered with Ir atoms. The results showed that the Ir atoms were moved in the Ge film and the surface direction of the film was scattered at high temperature. The number of atoms, and the distribution of underdensity in the film. Low density substrate temperature, low temperature, high temperature, temperature, temperature and temperature. The surface of Ge film is in the shape of electrons, the thickness of the film is below 10ML, and the density of Ir atoms in the film is very high. The results show that the electron state of the thin film, the thickness of the film, the thickness of the film, the electron state of the semi-conductor, the electron state of the Ir atom in the film, and the surface electron state of the alloy metal in the film, the thickness of the film, the electron state of the In this study, the results of this study show that the thin film electronic devices on the Si can be used to solve the problems of Si, n-type and n-type metal in this study.

项目成果

Makoto Ashino: "Atom-probe and field emission electron spectroscope studies of Ge on Ir" Applied Surface Science. 67. 43-47 (1993)

Makoto Ashino：“Ir 上 Ge 的原子探针和场发射电子能谱研究”应用表面科学。

Makoto Ashino: "Atom-Probe and Field Emisson Electron Spectroscopy Studies of Ordered Structures and Electronic Properties of Ge Overlayers on Ir-tips" Applied Surface Science. (in print).

Makoto Ashino：“原子探针和场发射电子光谱研究 Ir 尖端上 Ge 覆盖层的有序结构和电子特性”应用表面科学。