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論文

Surface structures on $$beta$$-FeSi$$_2$$ formed by heat-treatment in ultra-high vacuum and their influence for homoepitaxial growth

松村 精大*; 落合 城仁*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 山本 博之; 北條 喜一

Physics Procedia, 11, p.174 - 176, 2011/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:84.58

超高真空中で加熱処理された$$beta$$-FeSi$$_2$$基板の表面構造とそのホモエピタキシャル成長への影響を調べた。1023Kで熱処理された$$beta$$-FeSi$$_2$$(100)基板の表面には穴状の欠陥構造が認められ、この温度で起こる表面酸化物(SiO$$_x$$)の消失と対応している。この欠陥構造の元素組成は$$beta$$-FeSi$$_2$$のそれ(Si/Fe$$=$$2)と比べFeが過剰だったことから、表面で$$beta$$-FeSi$$_2$$から$$epsilon$$-FeSiへの分解が起こっていることが示唆された。また、加熱処理後の表面の形状は結晶面に依存していた。さらに、973並びに1073Kにおいて、$$beta$$-FeSi$$_2$$(111)の基板上に平滑なホモエピタキシャル膜を成長させることができた。

口頭

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$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, , 

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$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、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$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。

口頭

超高真空中熱処理における$$beta$$-FeSi$$_2$$単結晶基板の表面モフォロジー変化

落合 城仁*; Mao, W.; 関野 和幸*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝; 山口 憲司

no journal, , 

$$beta$$-FeSi$$_2$$の発光起源の解明や近赤外受光素子への応用に必要となる高品質な$$beta$$-FeSi$$_2$$膜を得るため、Si基板の代わりに$$beta$$-FeSi$$_2$$単結晶基板を用い、$$beta$$-FeSi$$_2$$(100), (101), (110), (311), (111)のホモエピタキシャル成長を行っている。しかし、成長した膜には穴状の欠陥が見られるなど課題がある。今回、これらの欠陥の発生原因を探るべく、結晶成長前に行う高温熱処理後の基板表面のモフォロジーを原子間力顕微鏡(AFM),走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。高温熱処理を施した$$beta$$-FeSi$$_2$$単結晶基板をAFMにより評価したところ、(100)面では直径200$$sim$$600nm程度の中央部に核を有する穴状の構造と、直径50$$sim$$100nmの凸構造が見られた。また、(101)面では、50$$sim$$100nmの粒もしくは棒状の凸構造が見られ、熱処理により起こる表面モフォロジーの変化が基板方位により異なることがわかった。(100)面に見られる穴状構造の密度はホモエピタキシャル膜表面に見られる欠陥と同程度であり、膜欠陥の要因の一つであることが示唆された。

口頭

超高真空中熱処理による$$beta$$-FeSi$$_2$$基板表面構造と成膜への影響

松村 精大*; 落合 城仁*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 山本 博之; 北條 喜一

no journal, , 

$$beta$$-FeSi$$_2$$は近赤外域の受光素子としての利用が期待される。これまで、分子線エピタキシー(MBE)法により$$beta$$-FeSi$$_2$$単結晶基板上にホモエピタキシャル成長を行う場合、基板の前処理条件によって穴状の欠陥が見られることがわかった。そこで、今回、成膜への影響を調べるために、真空中熱処理後の基板表面を観察した。実験の結果、750$$^{circ}$$C以上の熱処理で丸状のくぼみが発生し、温度が高くなるにつれてくぼみの中心に突起物が生成してくることがわかった。また、900$$^{circ}$$Cにおいて1時間から24時間の熱処理を行ったところ、この丸状の構造が時間とともに大きくなることがわかった。化学組成を分析した結果、この突起物部分の組成はFe:Si=1:2ではなくFeリッチ側へと変化していた。このことから熱処理によってSiが蒸発し表面付近で部分的にSi不足が生じることが示唆された。

口頭

高精度放射線・中性子計測のための信号処理・回路技術の開発,2; 高計数率$$^{3}$$He位置敏感型比例計数管システムの開発

美留町 厚; 片桐 政樹*; 海老根 守澄; 中村 龍也; 荒井 陽一*; 落合 城仁*

no journal, , 

パルス中性子を用いた中性子散乱装置に使用されている$$^{3}$$He位置敏感型比例計数管の計数率特性の向上を目指した検出システムの開発を始めた。高エネルギーの中性子が短時間に計数管に入射した際計数管が飽和し信号の低下あるいは出ない状況を防ぐため定格バイアス電圧より低い電圧で動作させる。このため、S/N比を上げるため高速・低雑音前置増幅器の最適化を行うとともに、高計数率に対応したDSP波形整形回路と組合せた信号処理回路システムの開発を進めた。

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