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論文

Consumption kinetics of Si atoms during growth and decomposition of very thin oxide on Si(001) surfaces

小川 修一*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*

Thin Solid Films, 508(1-2), p.169 - 174, 2006/06

https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.07.321
 被引用回数：13 パーセンタイル：52.05(Materials Science, Multidisciplinary)

Si(001)表面極薄酸化膜の成長とその後の分解過程における表面凹凸の変化をオージェ電子分光(AES)機能の付随した高速電子線回折(RHEED)で実時間観察し、さらに、走査トンネル顕微鏡(STM)で巨視的に観察した。RHEED観察から、690$$^{circ}$$Cでの二次元島成長モードでは表面のエッチングがシリコンの核化とその二量体の欠陥の横広がりで起こることが明らかになった。一方で、酸化膜は709$$^{circ}$$Cでは分解し、ステップフローモードでSi原子が消費される。しかし、酸化膜が一部分解した表面のSTM像ではステップフローエッチングではなく、ボイドの中の平坦なテラスに直径が10-20オングストロームのSi島が多く見られた。これらの結果はSiクラスターとSiO$$_{2}$$の中間的な二次元島成長でできたSiリッチな酸化膜の相分離とその分解過程におけるテラス上でのSiの析出を意味している。

論文

Real-time monitoring of oxidation on the Ti(0001) surface by synchrotron radiation photoelectron spectroscopy and RHEED-AES

高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 山内 康弘*; 水野 善之*; 頓田 英樹*; 本間 禎一*

Applied Surface Science, 216(1-4), p.395 - 401, 2003/06

https://doi.org/10.1016/S0169-4332(03)00453-7
 被引用回数：19 パーセンタイル：64.2(Chemistry, Physical)

SPring-8の原研軟X線ビームラインBL23SUに設置した「表面反応分析装置」を用いてTi(0001)表面のO$$_{2}$$分子による酸化素過程を放射光による光電子分光法で実時間その場観察した。また、東北大学において反射高速電子線回折(RHEED)とオージェ電子分光(AES)によっても実時間その場観察を行った。酸素分圧を2$$times$$10$$^{-7}$$ Torrから8$$times$$10$$^{-8}$$Torrの範囲とし、表面温度を473Kまたは673Kとした。光電子分光観察ではTi-2pとO-1s光電子スペクトルの時間発展を観察することで、清浄Ti表面がTiO$$_{2}$$変化する様子が観察された。また、RHEED-AES測定においては反射電子線強度とO-KLLオージェ電子強度が時間に依存した振動構造を示した。これらの実験結果から酸化されたTi(0001)表面の粗さの変化は表面の金属層の消失ばかりでなく、酸化結合状態の変化にも関係していることが明らかとなった。

論文

Time-resolved X-ray diffraction study on surface structure and morphology during molecular beam epitaxy growth

高橋 正光; 米田 安宏; 井上 博胤*; 山本 直昌*; 水木 純一郎

Journal of Crystal Growth, 251(1-4), p.51 - 55, 2003/04

https://doi.org/10.1016/S0022-0248(02)02375-8
 被引用回数：3 パーセンタイル：22.02(Crystallography)

MBE成長のさい、二次元成長する系では、一原子層ごとの成長に対応して、RHEED強度振動がおきることが知られている。同様の回折強度振動は、X線でも見られる。一般に、回折強度Iは、表面の原子配列で決まる構造因子Fと、表面粗さ因子mとの積I=Fmで表される。従来は、回折強度Iの測定から、主に表面粗さmに着目した議論がなされていた。これに対し本研究では、散漫散乱強度の測定から、Fとmを分離した解析が可能であることを示す。基板温度435$$^{circ}C$$でGaAs(001)成長を行なったとき、成長前の表面はc(4$$times$$4)構造であるが、成長中は表面のGa濃度が増えるため、2$$times$$1構造に変化する。したがって回折強度変化には、表面粗さ以外に、Fの変化に由来する成分も含まれる。本方法により、Fとmの寄与が分離して求められた。

論文

RHEED observation of BaTiO$$_3$$ thin films grown by MBE

米田 安宏; 阪上 潔*; 寺内 暉*

Surface Science, 529(3), p.283 - 287, 2003/04

https://doi.org/10.1016/S0039-6028(03)00361-3
 被引用回数：8 パーセンタイル：42.93(Chemistry, Physical)

強誘電体であるチタン酸バリウム薄膜を厚さ10モノレイヤーでチタン酸ストロンチウム基板上にMBEを用いて作製した。作製は同時蒸着と交互蒸着の2種類の方法で行った。成長中はRHEED観察によって薄膜がエピ成長していることを確認し、成長後はX線回折によって、良質の単結晶薄膜であることを確かめた。

論文

Reflection high energy positron diffraction from a Si(111) surface

河裾 厚男; 岡田 漱平

Physical Review Letters, 81(13), p.2695 - 2698, 1998/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.2695
 被引用回数：85 パーセンタイル：91.27(Physics, Multidisciplinary)

この論文は、世界初の反射高速陽電子回折の観測について詳述する。20keVの陽電子ビームが水素終端されたシリコン(111)面に対して、[111]及び[112]方位から入射させられた。0次のラウエゾーンとともにスペキュラースポットと回折スポットがはっきりと観測できた。また、シャドーエッジも明瞭に観測できた。回折図形は、比較的高い入射角($$>$$3°)のときに出現した。スペキュラースポット強度のロッキング曲線は1次ブラッグピークと陽電子の全反射を明示した。

論文

Substrate effects on the growth of epitaxial BaTiO$$_{3}$$ thin films

米田 安宏*; 岡部 達*; 阪上 潔*; 寺内 暉*

Journal of the Korean Physical Society, 32, p.S1393 - S1396, 1998/02

120$$^{circ}$$C付近で常誘電体-強誘電体相転移を起こすチタン酸バリウムは種々の方法で薄膜化が試みられている。なかでも原子層オーダーで成膜コントロールが可能な反応性蒸着法は、チタン酸バリウムを薄膜化する際に生じる基板効果をエンハンストさせることが期待される。誘電体薄膜における基板効果を明らかにするために異なるミスマッチの基板上に同じ成長条件で薄膜を成長させ、成長中のRHEEDによるその場観察、及び成長後に行ったX線回折により、その違いを調べた。

論文

X-ray diffraction of SrTiO$$_{3}$$/BaTiO$$_{3}$$ multilayer films

米田 安宏*; 岡部 達*; 阪上 潔*; 寺内 暉*

Journal of the Korean Physical Society, 32, p.S1636 - S1638, 1998/02

チタン酸バリウムとチタン酸ストロンチウムは同じペロフスカイト型の構造をしており、しかもミスマッチが小さいことから、良質の多層膜の作製が可能である。誘電体における、多層膜構造内のエピタキシャル効果を調べるために、MBE法を用いた反応性蒸着によってモジュレーションを変えた数種類の多層膜を作製した。X線回折によって格子定数を精密に調べたところ、明瞭な周期長依存性があり、作製した多層膜の中にはバルクのPoisson比を保持できなくなるくらい、格子定数が大きく歪んだものがあった。

報告書

表面分析装置を搭載した低エネルギーイオンビーム蒸着装置

大野 秀樹*; 青木 康; 永井 士郎

JAERI-Research 94-018, 45 Pages, 1994/10

JAERI-Research-94-018.pdf:1.2MB

低エネルギーイオンビーム蒸着装置は、高崎研究所で進められている放射線高度利用研究の一環で平成3年3月に設置したものである。本装置は、超高真空下におけるイオンビーム蒸着の薄膜形成過程や低エネルギーイオンと固体表面の相互作用の解明を目的として作製されたものである。本報告書は、低エネルギーイオンビーム蒸着装置の概要、運転要領及び本装置でこれまで行ってきた炭素薄膜形成に関する実験結果についてまとめたものである。

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