アモルファスＳｉ－Ｇｅの構造と結晶化挙動

点击翻译按钮获取中文摘要

今年度は，組成によるアモルファス構造の違いを電子線二体分布解析によって詳しく調べた．加えて，分子動力学シミュレーションによって実験結果と類似するアモルファスの構造モデルを作り，実験では得ることが難しい結合角分布や配位数分布などの構造に関する知見を得た．それにもとづいて結晶化挙動の検討を行った．電子線二体分布関数の第1，第2および第3ピーク位置は，組成のSi濃度が増加するにつれて短距離側にシフトした．第1ピークの強度は，Si濃度が50%で最小値をとる．第2ピーク強度は，組成のSi濃度が増加するにつれて低下した．MDシミュレーションによってアモルファス構造へ組成が与える影響を検討した．Si濃度の異なるアモルファスモデルを作製して二体分布関数を計算すると，第1ピークはSi濃度が増加するにつれて短距離側にシフトし，その高さは50%で最小値をとった．これは，実験の二体分布関数をよく再現する．シミュレーションで作られたモデルの原子配列を解析してアモルファス構造を詳しく調べた．MROクラスターのサイズは組成に対して単調に変化するのではなく，Si濃度が20%と80%で極大値をとることが明らかとなった．昨年度の研究で得られたアモルファスSi-Ge薄膜の結晶化における粗大結晶粒子が形成する温度の不連続は，組成によるMROクラスターのサイズの違いから理解できる．MDシミュレーションから，アモルファスSi-Ge構造中のMROクラスターの割合およびサイズはSi濃度が80で極大値を取る．結晶化温度の不連続な変化はこのMROクラスターのサイズを反映しており，サイズの大きなクラスターを含むアモルファスではより低温で結晶化したと推測される．