In-situ scanning tunneling microscopy of initial formation process of metal silicide

原位扫描隧道显微镜观察金属硅化物的初始形成过程

• 批准号: 24760031
• 负责人: KAMIOKA Takefumi
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Toyota Technological Institute (2013)Waseda University (2012)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24760031/
• 关键词: シリコン; ニッケル; 走査型トンネル顕微鏡; イオン銃; シリサイド; 欠陥; 核形成; イオン注入; 表面・界面物性; プラズマ; 結晶欠陥

In this project, the interaction of low-energy metal ions with silicon (Si) crystalline surface was investigated in atomistic scale. In-situ real-time observation of Si surfaces modified with nickel (Ni) ions was performed by using our original ion gun and scanning tunneling microscopy (IG/STM) combined system. The snapshots of Ni ion irradiation process onto Si(111) surfaces revealed the initial formation processes of Ni silicide; Ni silicide selectively nucleates not only at the step edges, but also the peripheries of vacancy clusters formed by the ion irradiation. This indicates a strong interaction between Ni atoms and vacancy-type defects. We also demonstrated for the first time in-situ observation of the shadowing effect during ion irradiation on a wire-patterned Si surface. The STM images clearly showed the boundary between the irradiated and the unirradiated region formed by the wire-structure. This new method can be applied to monitor roughness evolution in atomistic scale.

本项目在原子尺度上研究了低能金属离子与硅表面的相互作用。利用自行研制的离子枪和扫描隧道显微镜（IG/STM）组合系统，对镍（Ni）离子修饰的硅表面进行了原位实时观察。Ni离子辐照Si（111）表面过程的快照揭示了Ni硅化物的初始形成过程，Ni硅化物不仅在台阶边缘有选择性地成核，而且在离子辐照形成的空位团簇周围也有选择性地成核。这表明Ni原子与空位型缺陷之间存在较强的相互作用。我们还证明了第一次在原位观察的阴影效应，在离子辐照的线图案化的硅表面。STM图像清晰地显示了由线结构形成的照射区和未照射区之间的边界。这种新方法可以应用于监测原子尺度下的粗糙度演化。

项目成果

In-situ scanning tunneling microscopy of shadowing effects of angled ion implantation on patterned Si surface

原位扫描隧道显微镜观察图案化硅表面倾斜离子注入的阴影效应

• 发表时间: 2012
• 作者: F. Isono;T. Kamioka;Y. Kawamura;Y.Shikahama;H. Yamashita;K. Yamada;K. Mura;H. Kosugiyama;S. Hashimoto;T. Watanabe
• 通讯作者: T. Watanabe

シャドーイング効果を利用した低エネルギーイオン誘起損傷のその場STM観察

利用阴影效应原位 STM 观察低能离子引起的损伤

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Kumano;H. Kurosawa;X. Liu;H. Nakajima;S. Odashima;and I. Suemune;武良 光太郎
• 通讯作者: 武良 光太郎

Si(111)表面へのNiイオン照射過程のリアルタイムSTM観察

Si(111)表面Ni离子辐照过程的实时STM观测

• 作者: 西村拓;金澤研;吉田昭二;重川秀実;黒田眞司;橋口誠広，栗山亮，高橋隆介，小椋厚志，佐藤真一，渡邉孝信;石川諒，秋山了太，黒田眞司;武良光太郎，神岡武文，木谷哲，今津研太，渡邉孝信
• 通讯作者: 武良光太郎，神岡武文，木谷哲，今津研太，渡邉孝信

Real-time Scanning Tunneling Microscopy Observation of Ni Ion Irradiation Process on Si(111) Surfaces

Si(111)表面Ni离子辐照过程的实时扫描隧道显微镜观察

• 作者: Kotaro Mura;Takefumi Kamioka;Tetsu Kitani;Kenta Imazu;and Takanobu Watanabe
• 通讯作者: and Takanobu Watanabe