Ag薄膜上のゲルマネン合成プロセスのその場Raman散乱分光

In-situ Raman spectroscopy of germanene growth process on Ag thin film

寺澤 知潮   ; 鈴木 誠也   ; 勝部 大樹*; 矢野 雅大   ; 津田 泰孝   ; 吉越 章隆 ; 朝岡 秀人  

Terasawa, Tomoo; Suzuki, Seiya; Katsube, Daiki*; Yano, Masahiro; Tsuda, Yasutaka; Yoshigoe, Akitaka; Asaoka, Hidehito

Ge原子の単層ハニカム格子であるゲルマネンは直線的なバンド分散と23.9meVのバンドギャップの両立が理論的に予測されており、次世代半導体材料として期待される。Ge(111)基板にAgを蒸着し超高真空下で加熱する手法で高品質ゲルマネンを作製するプロセスにおいて、真空槽内でのその場Raman散乱分光によるGe原子の挙動の観察によるゲルマネン成長機構の解明を目的とした。その結果、300C付近でGe原子がsp3Geとして結晶化するが、500C付近ではまた結晶構造を失い、急冷時にゲルマネンとしてハニカム格子を組む成長機構が示唆された。

Germanene, a monolayer honeycomb lattice of Ge atoms, is theoretically predicted to have both a linear band dispersion and a band gap of 23.9 meV and is expected to be a next-generation semiconductor material. The purpose of the present study was to elucidate the growth mechanism of germanene by in situ Raman scattering spectroscopy in a vacuum chamber. The results suggest that Ge atoms crystallize as sp3Ge at around 300 degrees C, lose their crystalline structure at around 500 degrees C, and form a honeycomb lattice as germanene after the rapid cooling to room temperature.