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佐々木 拓生; 高橋 正光
日本結晶成長学会誌, 42(3), p.210 - 217, 2015/10
Dislocation-mediated strain relaxation during lattice-mismatched InGaAs/GaAs(001) heteroepitaxy was studied through in situ X-ray reciprocal space mapping (
RSM). At the synchrotron facility SPring-8, a hybrid system of molecular beam epitaxy and X-ray diffractometry with a two-dimensional detector enabled us to perform RSM at high-speed and high-resolution. Using this experimental setup, the strain relaxation processes were classified into four thickness ranges with different dislocation behavior. In order to discuss this observation quantitatively, a strain relaxation model was proposed based on the Dodson-Tsao's kinetic model, and its validity was demonstrated by good agreement with the experimental residual strain. In addition to the single InGaAs layer, strain relaxation processes in multi-layer structures are discussed.
高橋 正光
日本結晶成長学会誌, 42(3), p.201 - 209, 2015/10
An experimental approach to crystal growth dynamics using synchrotron X-ray diffraction is discussed. In the study of crystal growth, analysis of imperfect crystals lacking three-dimensional periodicity is inevitably required. Though diffuse scattering generated by such imperfect crystals is much weaker than the bulk Bragg diffraction, recent development of the synchrotron light source has enabled the in situ measurement of it during crystal growth. In this article, studies on surface structures, evolution of defects in growing films and the growth of nanostructures under molecular-beam epitaxy conditions are presented as well as a brief overview of the instrumentation.
齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
日本結晶成長学会誌, 38(1), p.55 - 61, 2011/05
キュービックタイプマルチアンビルプレスと放射光X線回折法を組合せることで、高温高圧下の試料の構造情報をその場で得ることができる。本稿ではエネルギー分散法と角度分散法の2種類の方法による放射光その場観察技術を説明する。またこれらの測定方法を利用した研究の実例としてアルミニウムの高温高圧下での水素化反応を調べた結果を紹介する。本手法は高温高圧下での結晶成長研究にも有効であると期待している。
朝岡 秀人; 山崎 竜也*; 社本 真一
日本結晶成長学会誌, 32(3), P. 160, 2005/08
水素終端Si基板上へのSr薄膜の初期成長プロセスについて評価を行った。その場観測によって、2原子層目のSrの蒸着時にSi基板と、バルクの結晶格子を持つSr薄膜に起因するRHEED回折像を同時に得た。つまり1原子層の極めて薄い界面を経た結晶成長が実現している。その成長メカニズムを内部応力測定とともに検討する。
武居 文彦*; 長谷川 正*; 雄山 泰直*; 朝岡 秀人
日本結晶成長学会誌, 21(5(94SUPPLE)), p.S461 - S468, 1994/00
YBa
Cu
Oxの固体と液体の共存状態における包晶反応が結晶成長に果たす役割を解明するために、新たに開発した時分割高温X線解析装置により反応生成状態を動力学的に解析した。その結果次のことが明らかとなった。1)YO-BaO-CuO系において960
C近傍でYBaCuOx、YBaCuO
および液相の三相共存領域が存在し、包晶反応によりYBaCu-Oxが生成することが確認された。2)YBaCuOxの生成反応量は時間の1/2乗に比例しておりEinsteinの拡散式を用いて反応速度定数を求め、Arrheniusプロットを行った結果、活性化エネルギーとして28kJ/molを得た。この値はYBaCuOxの生成反応は液相での拡散が律速段階であることを示している。3)以上から、包晶反応で生成したYBaCuOx相の液相への溶解度が充分あり、Gibbs-Thomson効果によるOstwald成長が進行するものと考えられる。
CuO
単結晶の固液共存下成長のクエンチによる観察朝岡 秀人; 野田 健治; 武居 文彦*
日本結晶成長学会誌, 20(2), 92 Pages, 1993/00
等温に近い状態で固体と液体を共存させ大型YBaCuO単結晶を包晶反応を用いて作製した。YO-BaO-CuO系における包晶域の存在は三成分以上の系でのみ許される極めて珍しいもので、この系でも未だ完全に確認されていない。また包晶域がYBaCuO相の結晶成長に有利に作用するか否かも仮説の段階である。そこで包晶反応を伴う成長機構に関し、各成長段階にある固液共存状態の観察を試みた。各温度域にある固液共存状態をクエンチし、X線回折並びにSEM・EPMAによる観察の結果、980Cにおいて固相(YB
CuO)と反応生成物(YBaCuO)との包晶組織の存在する共存領域を確認するとともに、温度域の変化に伴うYBaCuOからYBaCuOへの進行を確認した。また同時にYBaCuOの共存する液相への拡散がみられることから、表面自由エネルギーの差異に起因するオストワルド成長機構が作用しているものと考えられる。
