偏析ゲルマネンの成長機構のその場ラマン散乱分光による解明

Growth mechanism of segregated germanene revealed by in-situ Raman spectroscopy

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

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

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に昇温してから300C付近に降温するとゲルマネンを形成することが明らかになった。

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, but when the temperature is raised to 500 degrees C and then lowered to around 300 degrees C, germanene is formed.