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論文

X-ray reciprocal space mapping of dislocation-mediated strain relaxation during InGaAs/GaAs(001) epitaxial growth

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 高橋 正光; 大下 祥男*; 神谷 格*; 山口 真史*

Journal of Applied Physics, 110(11), p.113502_1 - 113502_7, 2011/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:53.68(Physics, Applied)

Dislocation-mediated strain relaxation during lattice-mismatched InGaAs/GaAs(001) heteroepitaxy was studied through ${it in situ}$ X-ray reciprocal space mapping. At the synchrotron radiation facility SPring-8, a hybrid system of molecular beam epitaxy and X-ray diffractometry with a two-dimensional detector enabled us to perform ${it in situ}$ reciprocal space mapping at high-speed and high-resolution. Using this experimental setup, the lattice constants, the diffraction broadenings along in-plane and out-of-plane directions, and the diffuse scattering were investigated. The strain relaxation processes were classified into four thickness ranges with different dislocation behavior. In addition, the existence of transition regimes between the thickness ranges was identified.

口頭

Crystal growth dynamics studied using in situ X-ray diffraction; Zero-, one- and two-dimensional structures

高橋 正光; Hu, W.; 神津 美和*; 佐々木 拓生*; 大下 祥男*; 鈴木 秀俊*

no journal, , 

量子井戸構造から量子細線,量子ドット及び半導体ナノ構造の成長ダイナミクスを、その場X線回折によるデータに基づいて議論する。第一に、二次元量子構造である量子井戸構造は、多接合太陽電池やひずみ電界効果トランジスタなど、現在の半導体技術において最も重要な実用的意義を持っている。基板と成長膜では、熱膨張係数に大きな差があることが一般的であり、成長膜内のひずみや欠陥の生成機構の解明と制御のためには、その場測定が有効である。そのために開発したリアルタイムX線逆格子マッピング法と、そのInGaAs/GaAs(001)成長への応用について紹介する。第二に、一次元量子構造である量子細線は、形状が極端に異方的であることから、量子効果に由来する物性の観点からだけでなく、結晶成長の対象としても興味深い。本発表では、Auを触媒として用いた気相・液相・固相成長法によるGaAs量子細線成長のその場X線回折について報告する。第三に、究極の量子構造である量子ドットの成長のその場X線回折についても紹介する。

口頭

In situ X-ray diffraction study of GaAs growth on Si

高橋 正光; 仲田 侑加*; 鈴木 秀俊*; 池田 和磨*; Hu, W.; 神津 美和; 大下 祥男*

no journal, , 

Epitaxial growth of III-V semiconductors on silicon substrates is a longstanding issue in semiconductor technology. In the present work, we have employed in situ synchrotron X-ray diffraction to investigate the Volmer-Weber growth of GaAs/Si. From the three-dimensional reciprocal space mappings, structural information, such as strains, crystalline domain size and defects, was obtained during growth. The time evolution of the island size was compared with the prediction from the general nucleation theory. From the power-law exponents, it was concluded that growth processes of GaAs on Si(001) and Si(111) are limited by interface transfer and surface diffusion, respectively.

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