超高品質ＳｉＣの実現を目指した溶液成長界面のＩｎ－ｓｉｔｕ観察と原子分解能解析

溶液生长界面的原位观察和原子分辨率分析旨在实现超高质量 SiC

• 批准号: 15J11838
• 负责人: 川西 咲子
• 金额: $ 1万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11838/
• 关键词: シリコンカーバイド; 溶液成長; In-situ観察; 第一原理計算

1．溶液成長界面のIn-situ観察によるステップ挙動の調査独自に開発した可視光透過観察法により、FZ法による溶液成長界面のIn-situ観察を実施した。1400～1600℃にてFe-Si, Si-Cr溶媒を用いた溶液成長界面の挙動について、白色光源を用いた明視野観察により、面内モフォロジーの調査を行った。また、He-Neレーザー(632.8nm)を用いた干渉観察を同時に行い、界面形状や成長速度、ステップの高さを定量評価した。いずれの溶媒を用いた場合でも界面には数10～数百nmのさまざまな高さのステップがバンチングと分解を伴いながら前進することが確かめられた。また、Fe-Si溶媒を用いた溶液成長時の種々のステップの挙動を解析することで、ステップの高さや、前進速度の変動の予測が可能になった。2. SiC多形安定性の調査第一原理予測による転位の安定性の評価に先立ち、SiCの多形安定性について第一原理計算による予測を行った。3C-SiCは低温安定な多形として知られているが、従来の第一原理計算にて3C-SiCの安定性を再現することはできなかった。そこで、これまで考慮されなかったファンデルワールス(vdW)力の影響を加味して第一原理計算を行った。その結果、SiCのヘキサゴナリティーに依存したvdW力の影響が予測された。vdW力の寄与により、3C-SiCが最安定な多形であることが予測され、実験による安定相の再現に成功した。

1. In-situ observation of solution growth interface was carried out independently by visible light transmission method and FZ method. 1400~1600℃ Fe-Si, Si-Cr solvent solution growth interface movement, white light source with bright field observation, in-plane investigation For example, He-Ne laser (632.8nm) can be used to detect the growth rate of the interface shape and the height of the temperature. In the case of solvent use, the interface is 10~ 100 nm high, and the solvent is decomposed. Analysis of the movement of the species during the growth of Fe-Si solution with Fe-Si solvent; prediction of the movement of the species during the growth; and 2. Investigation of SiC Polymorphic Stability First Principles Prediction First Principles Calculation of SiC Polymorphic Stability The stability of 3C-SiC at low temperatures is known to be polymorphic, and the stability of 3C-SiC is reproduced by first-principles calculations. The first principle of calculation is to consider the influence of the force on the structure of the vehicle. The results show that SiC particles are dependent on vdW forces and can be predicted. 3C-SiC is the most stable phase in the world.

项目成果

2D nucleation of 3C-SiC on 4H-SiC (0001) at 1680 - 1880 K investigated by in-situ observation of solution growth interface

通过溶液生长界面的原位观察研究 3C-SiC 在 4H-SiC (0001) 上在 1680 - 1880 K 下的二维成核

• 发表时间: 2015
• 作者: NOZAWA;Atsushi;NOZAWA Atsushi;NOZAWA Atsushi;NOZAWA Atsushi;Sakiko Kawanishi and Takeshi Yoshikawa
• 通讯作者: Sakiko Kawanishi and Takeshi Yoshikawa

In-situ界面観察によるFe-Si合金/3C-SiC間界面エネルギーの測定の試み

尝试通过原位界面观察测量Fe-Si合金/3C-SiC之间的界面能

• 发表时间: 2015
• 作者: 川西咲子;吉川健
• 通讯作者: 吉川健