人工相分離組織を有する2層膜の組織変化とパターン形成

具有人工相分离结构的两层膜的组织变化和图案形成

• 批准号: 11123217
• 负责人: 土井 稔
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11123217/
• 关键词: 2層膜; 微細組織; 非晶質; 結晶化; 非平衡; 非線形; 計算機実験; パターン

本研究は、金属元素(Ag,Al)と半導体元素(Ge,Si)からなる相分離型2元合金系を対象として,人工的な2相分離組織を有する非平衡2層膜を熱処理した際に生じる組織変化と組織が示すパターン変化を,各種キャラクタリゼーション法を駆使した実験および計算機シミュレーションによる理論解析により追究したものである。得られた研究成果は以下のようにまとめられる。1)Ag/Ge,Al/Ge,Ag/SiおよびAl/Si系の2層膜においては,GeおよびSi層は非晶質で,熱処理によって結晶化(Metal-Mediated Crystallization;MMC)が起きる。2)MMCの進行に伴い2層膜表面にGeあるいはSiの結晶性クラスターが現われる。3)結晶性クラスターの描くパターンは,拡散律速凝集(Diffusion-Limited Aggregation ; DLA)や粘性指(Viscous Fingering)などのフラクタル状,デンドライト状など,様々な形態を示す。4)上記の多様なパターンの出現には,合金系,2層膜の作製方法,熱処理温度,各層の厚さ,2層の厚さの比,表面側金属層の結晶粒度,基板からの拘束,などの因子が関係している。5)結晶性クラスターの形態変化つまりパターン変化は,平衡から離れた非線形・非平衡系における変化であり,上記諸因子の僅かな違いが,大きなパターンの違いを生むことが多い。6)パターンの変化は,Phase Field法に基づく計算機シミュレーションによって理論的に再現することができる。

In this paper, the phase separation type binary alloy system of metal elements (Ag,Al) and semiconductor elements (Ge,Si) is studied. The structure of artificial phase separation type binary alloy system is studied. The structure of artificial phase separation type binary alloy system is studied. The results of this research are as follows: 1)Ag/Ge,Al/Ge,Ag/Si Al/Si system 2-layer film,Ge Si layer amorphous, heat treatment crystallization (Metal-Mediated Crystallization;MMC) 2)MMC process is accompanied by Ge on the surface of 2-layer film and Si crystallization. 3)The description of crystalline crusta is similar to that of Diffusion-Limited Aggregation (DLA) and Viscous Fingering (Viscoous Fingering). 4)The appearance of the above-mentioned multi-layer film is related to the alloy system, the method of making the two-layer film, the heat treatment temperature, the thickness of each layer, the ratio of the thickness of the two-layer film, the crystal grain size of the metal layer on the surface side, the restriction of the substrate, and the factors of the relationship. 5)Crystallization of the morphologic changes in the equilibrium, non-linear and non-equilibrium systems, the factors listed above are only in violation of the law, and the factors listed above are in violation of the law. 6) Phase Field method is based on computer science and theory.

项目成果

M. Doi: "Pattern evolution of crystalline aggregates of Ge or Si during annealing of Ag/Ge, Al/Ge and Al/Si bilayer films"Slow Dynamics in Complex Systems. 285-286 (1999)

M. Doi：“Ag/Ge、Al/Ge 和 Al/Si 双层膜退火过程中 Ge 或 Si 晶体聚集体的图案演化”复杂系统中的慢速动力学。

M. Doi: "Microstructure changes during annealing of Af/amorphous-Si and Al/amorphous-Si bilayer films deposited on SiO_2 substrate"Proc. Int. Conf. on Solid-Solid Phase Transformations '99. 1329-1332 (1999)

M. Doi：“沉积在 SiO_2 基底上的 Af/非晶硅和 Al/非晶硅双层薄膜退火期间微观结构的变化”Proc.