X-ray diffractometer for studies on molecular-beam-epitaxy growth of III-V semiconductors

高橋 正光; 米田 安宏; 井上 博胤*; 山本 直昌*; 水木 純一郎

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(10), p.6247 - 6251, 2002/10

https://doi.org/10.1143/JJAP.41.6247

III-V族半導体の結晶成長の研究を目的に、MBE装置と組み合わせた表面X線回折計を製作し、放射光施設SPring-8の実験ステーションBL11XUに設置した。成長室の壁の一部に、X 線の窓材としてBeを用いたことで、真空槽の外からX線を照射し、散乱X線を真空槽外に導いて、その場X線回折測定を行うことができる。本装置のX線回折計は、単結晶構造解析用の四軸回折計と同等の機能を有しており、広範囲の逆格子空間の強度測定に基づいた、表面原子の三次元座標の決定を可能にする。本論文では、GaAs(001) 清浄表面において、(24)2構造と一致する回折強度分布が得られたことを示す。さらに、成長中のX線回折強度を実時間測定し、成長過程の動的な解析ができることを示す。GaAs(001)上のホモエピタキシャル成長中のX線回折では、RHEED振動と同様の強度変化が明瞭に観察された。X線の場合は多重散乱が無視できるので、解析の精密化が期待できる。