Formation of Cu precipitates by ion implantation and thermal annealing for the growth of oxide nanorods

イオン注入と熱処理による酸化物ナノロッド成長のための銅化合物微粒子の生成

武山 昭憲; 山本 春也; 伊藤 洋; 吉川 正人

Takeyama, Akinori; Yamamoto, Shunya; Ito, Hiroshi; Yoshikawa, Masahito

イオン注入と熱処理によって、Si(100)基板上に銅化合物微粒子を生成させた。熱処理時間を長くすると、銅化合物微粒子の形状は長方形から細長いピラミッド状に変化した。この形状変化は、銅化合物微粒子が基板との界面エネルギーを最小化するため、基板上にエピタキシャル成長した結果生じたと考えられる。一方、熱処理時間が長くなるほど(1時間)銅化合物微粒子の生成密度は増加するが、逆にその大きさは減少することがわかった。以上の結果から、銅化合物微粒子の形状,大きさ及び生成密度が熱処理時間の長短によって制御可能であることがわかった。したがって、銅化物微粒子の大きさを上述の方法でナノメートルサイズに制御することにより、ナノメートルサイズの柱状酸化亜鉛(酸化亜鉛ナノロッド)の形成が可能である見通しを得た。

Cu precipitates were formed on Si(100) by 200 keV Cu ion implantation and subsequent annealing at 773 K. The shape of the Cu precipitates evolved from a large rectangle to a small elongated pyramid with increasing annealing time. This shape evolution seemed to result from the epitaxial formation of Cu precipitates to minimize the interfacial energy between the precipitate and the Cu implanted substrate. The average density of Cu precipitates monotonously increased and the average diameter of Cu precipitates decreased with increasing annealing time up to 1 h. These indicate that the morphology, size and average density of Cu precipitates can be controlled by varying annealing time, and that Cu ion implantation and subsequent annealing were effective in producing a substrate dispersed with catalytic particles for oxide nanorods growth.