環状暗視野走査透過電子顕微鏡像の画像処理による微小領域の構造決定

通过环形暗场扫描透射电子显微镜图像的图像处理确定微小区域的结构

• 批准号: 03J01290
• 负责人: 中西 伸登
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01290/
• 关键词: 最大エントロピー法; 走査透過電子顕微鏡; 電子線エネルギー損失分光法; 界面; Deconvolution処理; HAADF STEM; 多層薄膜; InGaN; GaN

平成17年度は主に2つの課題について研究を行った.まず,一つ目は環状暗視野走査透過電子顕微鏡(HAADF STEM)像の問題点であるノイズの除去処理の開発である.これまでのノイズ除去法では人為的に選択されたパラメータが必要で,格子欠陥を含む像などに適用するには困難な点があった.そこで,最大エントロピー法(MEM)を基本とし,実験で得られるパラメータのみで処理できる画像処理の開発を行った.MEMでは実験像に含まれるノイズの分散とLagrange未定定数の2つのパラメータが必要である.まずノイズの分散はHAADF STEMの実験条件から決定できる情報限界を用いて見積もることができることを示した.また,Lagrange未定定数は処理中の計算において収束する値の中で最も小さな値を選ぶことで最適な処理結果を得ることを示した.これらの行程を処理に組み込むことにより人為的パラメータの必要がないHAADF STEM像のノイズ除去法が開発できた.二つ目の課題はhigh-k膜の構造,組成および電子状態の同時測定である.近年ではHfなどの誘電率の高い(high-k)物質であるが,このような物質は作成条件により構造,組成や電子状態が変化するため,薄膜化した試料での解析が不可欠である.そこで,HAADF STEM法および電子線エネルギー損失分光法(EELS)を用いて解析を行った.まず,HAADF STEM像からこの薄膜はSi基板と誘電体層の間に中間層があることが観察された.HAADF STEMの解析により,誘電体層の最もHf濃度の高い領域はHfO_2のみで形成されていることが明らかになった.また,各層でEELS測定したところ中間層ではSiO_2で形成されていることが分かった.界面付近ではより詳細に解析したところ誘電体層と多結晶Si層の間に若干のSiO_2が含まれることが明らかになった.

In the 17th year of Pingcheng, the main project, the project, the research program, and so on. As soon as you look at the environment, you can use the computer micrometer (HAADF STEM) to get rid of the information and start the operation. It is necessary to remove the artificial selection of the system, and the grid does not contain any information that is necessary. In this paper, the maximum method (MEM) is used to determine the value of the image. The MEM image is similar to that of the Lagrange. The number of data is determined. The HAADF STEM is dispersed, the condition is determined, the emotional limit is determined, and the situation is shown in the box. In the Lagrange undetermined number of data management, the calculation results show that the results of the calculation are the most accurate. It is necessary to ensure that the HAADF STEM is used for the purpose of removing the law. The purpose of this paper is to build the high-k membrane and form the electronic state system to measure the temperature at the same time. In recent years, due to the high power consumption rate (high-k) of electrical equipment (high-k), the production conditions of electrical materials have been improved, and the electronic devices have been made into electronic devices, which can be used as thin film materials. In this paper, the HAADF STEM method is used to analyze the data of the transmission line. The EELS method is used to analyze the line data. The HAADF STEM is like the thin film, Si substrate, and the system. In the system, the Hf is the most sensitive, the HfO_2 field is very high, and the system is sensitive. This is the first time for each EELS to determine that there is a gap between the two parts of the SiO_2. The interface is close to the temperature. The interface is very complex. The Si system contains a number of SiO_2 data.

项目成果

Quantitative evaluation of SiO_2/Si interfaces using high-resolution high-angle annular dark field scanning transmission electron microscopy.

使用高分辨率高角度环形暗场扫描透射电子显微镜定量评估 SiO_2/Si 界面。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review B 70
• 作者: 中西伸登;菊地吉男;山崎貴司;奥西栄治;渡辺和人;橋本巖
• 通讯作者: 橋本巖

山崎貴司: "Role of surface amorphous film in high-resolution high-angle annular dark field STEM imaging"Ultramicroscopy. In press. (2004)

Takashi Yamazaki：“表面非晶薄膜在高分辨率高角度环形暗场 STEM 成像中的作用”，出版中（2004 年）。

渡辺和人: "Formation and structure of inverted hexagonal pyramid defects in multiple quantum wells InGaN/GaN"Applied Physcs Letters. 82. 718-720 (2003)

Kazuto Watanabe：“多量子阱 InGaN/GaN 中倒六棱锥缺陷的形成和结构”应用物理学快报 82. 718-720 (2003)。