チャネリングイオンを用いた非晶質表面上への二次元人工結晶格子の作製

利用沟道离子在非晶表面制造二维人工晶格

• 批准号: 09875005
• 负责人: 堀田 将
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875005/
• 关键词: チャネリング; イオン注入; シリコン; 人工格子; 二次元; 非晶質; 単結晶膜

基板の張り合わせとエッチングにより、100nm(100)Si/25nmSiO_2/(110)Si構造の試料を作製し、これにイオン注入装置で、加速エネルギー180KeV、ド-ズ量5x10^<15>cm^<-2>の条件にて、Ne^+イオンを(100)Si層にチャネリングさせてSiO_2層に照射した。その結果、以下の結論を得た。1.イオン注入装置の試料ホルダーと試料との間に低熱伝導材料であるマイカを挟んでイオン注入を行い、その試料のRBSスペクトルを測定したとこ、SiO_2の酸素のアラインスペクトルとランダムスペクトルの後方散乱収率の比チャネリング収率χが68%という値を得た。これは、SiO_2中にコリメータ層である10nmSi層の<100>軸方向に沿って酸素原子の密度の少ない領域が形成されていることを示唆している。また、マイカを挟まないものは、χが約83%程度であった。このことは、マイカを挟むことによりイオンビームによる試料の加熱が促進されて、イオンビームによる(110)Si基板表面結晶の破壊が抑えられ、その結果、その領域でのNe^+の後方散乱粒子の数が減少し、構造変化したSiO_2層の破裂が抑制されたもとの推測される。2.この結果に基づき、X線回折法によりSiO_2層内の周期構造の存在を検証したところ、コリメータ層の面間隔に相当する2θの角度にSiO_2層からピークが観測された。但し、このピークは、コリメータ層の結晶軸に対して3〜5°傾斜しており、その原因については、まだよく分っていない。これらのことから、チャネリングオンを用いることにより非晶質であるSiO_2層中に2次元人工格子が形成されたものと考えている。

The sample of 100nm(100)Si/25 nm SiO_2/(110)Si structure was prepared by using the implantation apparatus, accelerating the growth of 180KeV<15><-2>, and irradiating the SiO_2 layer with Ne + ion. The results and conclusions below were obtained. 1. Sample injection device, sample and low thermal conductivity material, sample injection process, sample RBS selection process, SiO_2 acid separation process, SiO_ In the SiO_2 layer, the density of the atoms in the Si layer increases along the axis of the Si layer<100>.また、マイカを挟まないものは、χが约83%程度であった。The heating of the sample was promoted, the cracking of the (110)Si substrate surface was suppressed, and the number of scattered particles in the back of the Ne^+ layer was reduced, and the cracking of the SiO_2 layer was suppressed. 2. The results show that the periodic structure in SiO2 layer is detected by X-ray reflection method, and the periodic structure in SiO2 layer is detected by X-ray reflection method. However, the crystal axis of the layer is inclined by 3 ~ 5°, and the reason is that the crystal axis is inclined by 3 ~ 5°. The second dimension artificial lattice is formed in the amorphous SiO_2 layer.