格子不整合の大きい系におけるSr/H-Si(111)界面構造の解析

Interfacial structure evaluation of a highly mismatched strontium film on a hydrogen-terminated silicon (111) surface

山崎 竜也; 朝岡 秀人  ; 田口 富嗣; 山本 博之; 社本 真一  ; 豊島 安健*

Yamazaki, Tatsuya; Asaoka, Hidehito; Taguchi, Tomitsugu; Yamamoto, Hiroyuki; Shamoto, Shinichi; Toyoshima, Yasutake*

われわれはSrTiOのテンプレートとなるSrやSrO薄膜とSi基板との格子不整合の緩衝域として水素単原子バッファー層を挿入し、12%もの格子不整合を克服した薄膜成長に成功した。単原子のナノレベル緩衝域の存在で、このような大きな格子不整合を克服しヘテロエピタキシー成長が成立したケースは極めて稀で、このユニークな薄膜の界面構造を解明することにより、新たな異種物質接合形態を見いだせる可能性が高い。しかしこの埋もれた界面は、通常の顕微鏡的な方法による直接的な観測が困難なため、これまでも成膜後の界面に水素単原子層が残存しているか否か未だ実験的検証が十分になされておらず、水素表面への吸着原子の影響や、安定性について不明な点が多い。そこで本研究では、この埋もれた水素界面層を実測する目的で多重内部反射赤外分光法ではSrエピタキシャル層とH-Si(111)との界面における水素の原子振動・結合状態をその場観察し、Sr蒸着後においては、中性子反射率測定により埋もれた水素界面層の実測を行った。その結果、エピ成長を可能にさせた界面層での水素の挙動を捉えることができたので報告する。

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