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-FeSi
山田 洋一; 若谷 一平*; 大内 真二*; 山本 博之; 朝岡 秀人; 社本 真一; 鵜殿 治彦*
Surface Science, 602(18), p.3006 - 3009, 2008/09
被引用回数：6 パーセンタイル：30.24(Chemistry, Physical)-FeSi薄膜は1.5
m帯域で発光し、フォトニック結晶などへの応用が期待される。高品位の-FeSiエピタキシャル薄膜成膜用の基板として、よく定義されたバルク単結晶表面が必須であるが、その成長が困難であることからこれまで十分に研究がなされていなかった。本研究では、-FeSiバルク単結晶表面の構造を走査型トンネル顕微鏡(STM),低エネルギー電子線回折(LEED)を用いて評価し、清浄表面の調整手法を確立することを目的とした。超高真空下において850
C程度の熱処理により得られた清浄表面から、明瞭なLEED像が観察された。得られた回折像から、清浄な(100), (101)及び(110)表面のユニットセルはバルクと同一の周期性をもち、長周期の表面再構成は生じないことが明らかとなった。しかしながら、STM像から清浄表面上には多数の欠陥が存在することも明らかとなった。今後材料応用のためにはこれらの欠陥の制御が必要となると考えられる。
-FeSi単結晶基板のRHEED観察若谷 一平*; 室賀 政崇*; 大内 真二*; 鵜殿 治彦*; 山田 洋一; 山本 博之; 菊間 勲*
no journal, ,
-FeSiホモエピタキシーのためには基板表面の状態を知る必要がある。しかし-FeSiバルク単結晶の表面構造に関する報告は少ない。本研究では、-FeSi単結晶の幾つかの低指数面についてRHEEDによる表面観察を行った。作製した単結晶を成長ファセット面に平行に研磨し、X線回折によって方位を特定することで-FeSi(100),(101),(110),(111),(311)基板を準備した。これを10
Torr台の高真空中で950Cの高温処理を行った。その後基板温度を100C以下に下げ、RHEED像を観察した。(110)面に電子線を[001]方向から入射した時のRHEED像を観察した結果、明瞭なストリークパターンが得られ、その格子間隔は約6.14
であった。また、複数の入射方位に対して対称性の良いストリークパターンが見られた。360に渡る観察結果から、入射方位と格子間隔の関係はバルク-FeSi(110)面の格子配置と同じ周期性で説明できることがわかった。
-FeSiホモエピタキシャル成長初期における成膜条件の検討若谷 一平*; 落合 城仁*; 鵜殿 治彦*; 永野 隆敏*; 山田 洋一; 山本 博之; 江坂 文孝
no journal, ,
-FeSi単結晶基板上に良質なホモエピタキシャル膜を成長させることを目的とし、-FeSi基板上の膜成長初期におけるFeとSiの組成ずれや基板表面処理の成膜への影響について検討した。Siのみ及びFeのみを蒸着した基板表面の原子間力顕微鏡(AFM)像の結果から、Siは粒状に凝集して成長しているのに対し、Feは穴が空いているがほぼ表面全体を覆っていることがわかる。さらに供給比Fe:Si=1:3.3及びFe:Si=1:1.2で同時蒸着成長させた場合は、組成がSiリッチ側にずれると粒状に成長し、Feリッチ側にずれると平坦にはなるが穴が目立ち、供給比が表面状態に大きく影響していることが明らかとなった。
-FeSi単結晶清浄表面の準備と評価山田 洋一; 若谷 一平*; 大内 真二*; 山本 博之; 鵜殿 治彦*
no journal, ,
-FeSi薄膜は1.5m帯域で発光し、フォトニック結晶などへの応用が期待される。高品位の-FeSiエピタキシャル薄膜成膜用の基板として、よく定義されたバルク単結晶表面が必須であるが、その成長が困難であることからこれまで十分に研究がなされていない。本研究では、高純度-FeSiバルク単結晶の表面構造及び組成の評価を行い、清浄表面の準備手法を確立することを目的とした。育成した-FeSi(110)単結晶基板の加熱に伴う表面のSi2p XPSスペクトルの変化から、熱処理温度の上昇に伴いSiの酸化成分が減少し、最終的には元素成分のみが残ることが観察された。これと同時に、Feピークの増大,O及びCピークの減少がそれぞれ確認された。このことから850C程度の比較的低温の熱処理により表面酸化物が除去され、清浄表面が得られることがわかった。熱処理後の清浄表面において、明瞭なLEED及びRHEED像が観察された。回折像から、清浄(110)表面のユニットセルはバルクと同一の周期性を持ち、長周期の表面再構成は生じないことが明らかとなった。
-FeSi単結晶表面の分析Mao, W.; 若谷 一平*; 山田 洋一; 江坂 文孝; 山本 博之; 社本 真一; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*
no journal, ,
-FeSi単結晶表面上にホモエピタキシャル成長などを行うためには清浄でよく定義された単結晶表面を得る必要がある。本研究では850Cまで加熱した-FeSi単結晶表面について低エネルギー電子線回折(LEED),走査型トンネル顕微鏡(STM)を用い、表面構造の変化について検討を行った。LEEDの結果からいずれの面においても加熱により表面再構成が生じていないことが明らかとなったが、STMの観測からは表面欠陥が多数存在することが確認された。さらに表面組成の変化についてX線光電子分光法や二次イオン質量分析法などの結果を併せて議論する。
-
単結晶表面の観察山田 洋一*; 若谷 一平*; 大内 真二*; 鵜殿 治彦*; 都留 智仁; 江坂 文孝; 山本 博之
no journal, ,
-は、鉄とシリコンからなるシリサイド半導体である。将来の熱電半導体や高効率な発光素子の可能性から、シリサイド系材料の高機能化に向け原子レベルでの構造制御の重要性が高まっている。このような背景のもと、ナノ構造シリサイドの形成及び物性評価に関する研究が広く行われるようになった。本報告は、走査トンネル顕微鏡による-表面観察と、第一原理計算に基づくバルク及び表面の電子状態解析に関する一連の研究結果である。加熱後の清浄表面は原子レベル観察可能であり、(100), (110)などの表面観察から再構成のない構造が観察された。また、第一原理計算から、バルクのバンドギャップが0.8eVと過去の研究例と一致した結果を示すとともに、表面では鉄のd軌道成分によるスピン偏極の可能性が示唆された。
-FeSiホモエピタキシャル成長大内 真二*; 若谷 一平*; 鵜殿 治彦*; 山田 洋一; 山本 博之; 江坂 文孝
no journal, ,
-FeSiのPLの発光起源は未だ明確になっておらず、その要因の一つに-FeSiの発光がSi基板からの発光波長に近いため切り分けが困難な点がある。そこでわれわれはSi基板の代わりに-FeSi単結晶を基板として用い、-FeSiのホモエピタキシャル成長を行っている。前回-FeSi基板表面の前処理方法を改善したことで、より清浄かつ平坦な表面を得ることに成功した。今回、この前処理を用いて、各種面方位の基板上にMBE法により、-FeSi膜のホモエピタキシャル成長を行ったので報告する。清浄かつ平坦な各種基板表面に-FeSi膜を成長させたところ、各種面方位ともにRHEED像が成長後も変化せずストリーク状の明瞭なパターンが観測できた。(110)及び(111)基板上に100nmの-FeSi膜を成膜した後のRHEED像を観察した結果、いずれも成長前と成長後の格子間隔は変化せず、明瞭なストリークパターンが見られた。
