イオン結晶ヘテロエピタキシ-における基板表面欠陥と初期核発生

离子晶体异质外延中的衬底表面缺陷和初始成核

• 批准号: 07750040
• 负责人: 柳瀬 明久
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750040/
• 关键词: 核発生; 表面欠陥; 分子線エピタキシ-; 反射高速電子線回折; 原子間力顕微鏡; 塩化銅; 酸化マグネシウム; フッ化カルシウム

イオン性がつよい閃亜鉛鉱型構造をとるCuClに注目し,ヘテロピエタキシ-における基板表面欠陥と初期核発生の関係について調べた。CuClは,基板として用いたMgO(001)ならびにCaF_2(111)上でそれぞれ島状成長する。MgO(001)上では,(111)を成長面とし,CuCl[11^^-0]//MgO[110]の対称性が大きく異なる面内原子配置をとる。この系では,原子間力顕微鏡(AFM)観察から,核発生場所が基板のステップエッジの存在と直接的な関係を持たないことがわかった。一方,格子整合のよいCuCl(111)/CaF_2(111)では,明らかにステップエッジで初期核が生成した。そして,成長初期を詳しく検討した結果,この違いが,CuCl(111)/MgO(001)のStranski-Krastanov(SK)型の成長によることを明らかにした。MgO(001)上に,1分子層(ML)相当のCuClを析出させたときの反射高速電子線回折(RHEED)像は,基板格子に対して,明瞭な2倍周期構造および弱い4倍周期構造のストリークパタンであり,面内の対称性は,4回対称でMgO(001)と同一であった。一方,CuClをさらに析出させた場合に形成される3次元の島の上面のCuCl(111)からのRHEED像は,1 MLの場合とは全く異なった周期性を与える図形であった。しかも,MgO[010]方向から15°ずれた方位から観測され,基本的に面内で3回対称であった。この結果は,成長最初期において,MgO(001)上に2次元的にCuClが吸着した層が形成され,その構造は,基板のMgO格子に強く影響されていることを示した。また,RHEEDとAFMの観察により,成長した膜を加熱した場合,MgO(001)上のCuCl吸着層が,3次元の島よりも高温まで再蒸発せず,基板とより強く結合していることがわかった。以上から,CuCl(111)/MgO(001)のSK型成長を結論した。SK型成長は,初期吸着層が新たに清浄な基板としての役割を果たすことから,その核発生が,元の基板のステップエッジなどの表面欠陥に影響されにくいと考えられる。

CuCl-type structures are closely related to substrate surface defects and initial nuclear generation. CuCl is used to grow islands on MgO(001) and CaF2 (111) substrates. MgO(001) on the surface,(111) on the growth plane,CuCl[11^^-0]/MgO[110] symmetry is very different from the in-plane atomic configuration. The atomic force microscope (AFM) detects the existence of a direct relationship between the nuclear generation site and the substrate. CuCl(111)/CaF_2(111) is the lattice integration of CuCl(111) and CaF_2(111). In the early stage of growth,CuCl(111)/MgO(001) and Stranski-Krastanov(SK) type growth were investigated in detail. MgO(001) on a molecular layer (ML) corresponding to CuCl precipitation and reflection of high-speed electron beam reflection (RHEED) image, substrate lattice symmetry, bright 2-fold periodic structure and weak 4-fold periodic structure, in-plane symmetry, 4-fold symmetry MgO(001). On the other hand,CuCl is precipitated on the surface of the CuCl(111) island, and the RHEED image is formed on the surface of the CuCl(111) island. On the other hand, the RHEED image is formed on the surface of the CuCl island. MgO[010] orientation: 15° orientation: orientation: 15° orientation: 15 ° orientation: orientation As a result, in the initial stage of growth, a CuCl adsorption layer was formed on MgO(001), and the structure of MgO lattice was strongly influenced by MgO lattice. In addition,RHEED and AFM are used to detect the growth of CuCl adsorbed layer on MgO(001). In case of heating, CuCl adsorbed layer on MgO(001) is formed. In case of evaporation at high temperature, CuCl adsorbed layer on MgO (001) is formed. The SK-type growth of CuCl(111)/MgO(001) is concluded. SK-type growth is affected by the initial adsorption layer, the substrate and the surface defects of the substrate.

项目成果

Akihisa Yanase: "Nucleation and morpholgy evolution in the epitaxial growth of CuCl on MgO(001) and CskF_2(111)" Surface Science. (1996)

Akihisa Yanase：“CuCl 在 MgO(001) 和 CskF_2(111) 上外延生长的成核和形态演化”表面科学。

Akihisa Yanase: "Two different in-plane orientations in the growths of cuprous halides on MgO(001)" Surface Science. 329. 219-226 (1995)

Akihisa Yanase：“卤化亚铜在 MgO(001) 上生长的两种不同的面内取向”表面科学。