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論文

Domain boundaries in the GaAs(001)-2$$times$$4 surface

高橋 正光; 米田 安宏; 山本 直昌*; 水木 純一郎

Physical Review B, 68(8), p.085321_1 - 085321_5, 2003/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.68.085321
 被引用回数：17 パーセンタイル：62.76(Materials Science, Multidisciplinary)

従来、GaAs(001)-2$$times$$4構造は、電子線回折パターンによって、$$alpha$$･$$beta$$･$$gamma$$の3つの相に区別されてきた。しかし最近では、これらの構造は基本的には類似しており、$$alpha$$や$$gamma$$の相は、$$beta$$相の秩序が乱れたものであるという指摘もある。本論文では、その場表面X線回折法により見いだされた、$$alpha$$･$$gamma$$相に特徴的な構造の乱れについて報告する。$$alpha$$･$$beta$$･$$gamma$$に相当する表面について、逆格子空間のHK平面内における分数次反射のピークプロファイルを測定したところ、$$beta$$相と比べ、$$alpha$$･$$gamma$$相では、ピークが広がるとともに、ピークの位置が[110]方向に移動していることが見いだされた。モデル計算により、このピークの移動は、[110]方向の4倍周期を乱すドメイン境界によるものであることがわかった。この結果に基づき、ドメイン境界の構造について議論をおこなった。

口頭

Si(111)7$$times$$7とH-Si(111)1$$times$$1の表面ストレス差計測

魚住 雄輝; 朝岡 秀人

no journal, , 

表面ストレスは、基板上への薄膜成長時における表面モフォロジー、結晶化度、結晶構造等の薄膜成長メカニズムを決定する重要なパラメータの1つであり、その理解を深めることは自己組織化によるナノ構造制御手法を確立するうえで重要なタスクである。本研究では、Si(111)7$$times$$7再構成表面の内在ストレス値を評価するため、基板ストレス測定装置を用いて以下の実験を行った。Si(111)7$$times$$7基板、および水素終端処理を施したH-Si(111)1$$times$$1基板を超高真空チャンバ内に投入し、MBE法によるGe蒸着過程のストレスその場観察を実施した。その結果、Geの膜厚に比例して増加する圧縮ストレスを捉え、両者の比較により7$$times$$7構造と1$$times$$1構造のストレス差:1.6N/mを実験的に観測することに成功した。次に、380$$^{circ}$$Cに加熱したSi(111)7$$times$$7基板への原子状水素照射過程におけるストレスその場観察およびRHEEDによる構造解析を実施した結果、原子状水素の照射開始と同時に7$$times$$7構造から1$$times$$1構造へとストリークパターンが変化し、H-Si(111)1$$times$$1形成過程のその場観察に成功した。また、表面構造変化と同時にストレスは急激な緩和を示し、その後も緩やかに緩和が侵攻した結果、380$$^{circ}$$C・5,000Langmuir条件で1.7N/mを示した。本実験結果で得たSi(111)7$$times$$7再構成構造に内在する表面ストレス値は1.6-1.7N/mであり、この値は理論計算値1.66N/mと良い一致を示していた。

口頭

水素終端層・酸化層脱離後のSi(110)清浄表面解析

鈴木 翔太; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 近藤 啓悦; 山口 憲司

no journal, , 

Si(110)再構成構造形成に深く関与する表面ストレス(表面エネルギー)の実測には、数mm$$^{2}$$サイズ表面全体にわたり、清浄、かつ表面ステップ構造が制御された理想表面が必要である。本研究では、8$$times$$22mm$$^{2}$$Si(110)基板を用いた表面清浄化手法を確立するため、水素終端処理基板、酸化処理基板の保護層除去後の表面構造を比較した。表面LEED像を比較した結果、16$$times$$2再構成構造を示す回折点の鮮明度、及び、16$$times$$2構造形成範囲の広さから、大面積Si(110)表面清浄化手法として酸化膜除去による手法が有効であることが分かった。現在は2つの清浄化手法適用後のSi(110)表面のモルフォロジーについてSTMによる解析を実施中である。

口頭

Si(110)表面加熱時の16$$times$$2シングルドメイン・ダブルドメイン構造形成への影響

鈴木 翔太; 矢野 雅大; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人; 山口 憲司*

no journal, , 

Si(110)表面は、16$$times$$2ダブルドメイン構造と呼ばれる再構成構造を形成する。近年、外部電場による表面原子拡散(エレクトロマイグレーション)によりSi(110)16$$times$$2ダブルドメイン構造を単一方向に制御したSi(110)16$$times$$2シングルドメイン構造の作製が報告されたが、その詳細な形成機構は未解明である。本研究では通電加熱によるSi(110)16$$times$$2ダブルドメイン構造の作製と加熱による熱歪みの導入を実施し、LEED(低速電子線回折)による表面構造の観察から、Si(110)16$$times$$2シングルドメイン構造、およびダブルドメイン構造の形成条件と表面の歪みとの関係について調べた。その結果、Si(110)表面に一定量の熱歪みを導入することで、表面の最安定構造がダブルドメイン構造からシングルドメイン構造に変化することを見出した。

口頭

低温酸化層脱離によるSi(110)-16$$times$$2構造の作製

鈴木 翔太; 矢野 雅大; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人; 山口 憲司*

no journal, , 

Si(110)表面16$$times$$2再構成構造の形成に深く関与する表面ストレス(表面エネルギー)の基板たわみ測定には、表面の広範囲で清浄、かつ表面ステップ構造が制御された理想表面が必要である。本研究では、Si(110)基板の表面化学処理により作製した水素終端層、及び酸化層の低温での通電加熱脱離により清浄表面を作製し、広範囲のSi(110) -16$$times$$2構造形成に最適な手法について検討した。LEED像の回折点の輝度を比較した結果、表面化学処理、及び脱離温度プロファイルの差より、酸化層脱離表面は水素終端層脱離表面よりも広範囲で16$$times$$2構造を形成していることが確認され、広範囲での16$$times$$2構造形成には酸化層の作製と加熱脱離のプロセスが最適であることが分かった。

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