表面科学
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15 巻 , 2 号
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  • 茂庭 昌弘, 大倉 理
    1994 年 15 巻 2 号 p. 66-73
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2010/02/05
    ジャーナル フリー
    非晶質SiO2膜上への単結晶Si薄膜成長を可能とするSiのラテラル固相エピタキシーについて概観する。まず,ラテラル固相エピタキシーの原理と実験方法を示し,ついで,本エピタキシーの特徴であるファセット形成と多結晶化現象による横方向成長距離の制限について述べる。さらに,横方向成長距離の拡大のため提案された局所ドーピング法などの手法を報告し,また,得られた結晶の電気的特性を膜内に作製したトランジスタの特性で評価した結果について報告し,Siのラテラル固相エピタキシーが素子応用にたいして高いポテンシャルを有することを示す。
  • 柴田 晃秀, 高柳 邦夫
    1994 年 15 巻 2 号 p. 74-78
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2010/02/05
    ジャーナル フリー
    超格子,人工格子など新物質が新しい物性工学を拓くようになり,エピタキシー現象が新物質創成の鍵として,その原子レベルでの理解が重要視されている。エピタキシャル成長過程の初期段階で起きる表面再構築現象を,高温走査トンネル顕微鏡(STM)法で“その場”観察し,原子レベルで解明した。Si(111)7×7表面上にAgを蒸着したときにテラス上に形成されるAg島がある臨界の大きさを超えると,基板表面の7×7構造が徐々に再構築されて√3×√3構造が形成される,このとき,表面層のSi原子数が再構築の前後で保存されるので,互いに1原子層高さの異なる√3×√3構造の領域が対で形成される。対をなす領域の面積比から√3×√3構造のSi原子数密度を見積もった。
  • 坂東 尚周
    1994 年 15 巻 2 号 p. 79-84
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    エピタキシーは酸化物の成長において広く認められる現象である。エピタキシーは結晶成長における不均一核生成,成長を解明する重要な鍵を握っており,対象とする酸化物結晶が多様化するに従ってこれらの問題が少しずつ明らかになってきた。酸化物超伝導体という新しい物質群の登場によって,薄膜成長技術が進歩し,エピタキシャル成長に関する知見が飛躍的に増大した。ここではそれらの成果の一部であるが,筆者が興味をもってきた人工格子と関連し,(1)酸化物のエピタキシーの特徴,(2)RHEEDを用いた2次元核生成・成長機構の解明と表面構造,(3)界面における原子層の接合,(4)エピタキシーによる結晶歪,(5)界面の相互拡散について説明し,酸化物のエピタキシーがミクロに理解され始めた現状を紹介する。
  • 新庄 輝也
    1994 年 15 巻 2 号 p. 85-90
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    金属人工格子研究におけるエピタキシーの役割を考える。まずエピタキシーの利用によって初めて可能になる非平衡相の研究について簡単に述べる。つぎに磁性体人工格子の特異な性質として最近注目されている巨大磁気抵抗効果と,エピタキシーの関連を考察するために,エピタキシャルFe/Au(001)人工格子の測定結果を紹介し,磁性層間の相互作用を基礎的見地から解明するには高品質のエピタキシャル人工格子試料を用いた実験が不可欠であることを説明する。
  • 佐藤 洋一郎
    1994 年 15 巻 2 号 p. 91-95
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    化学気相法によるダイヤモンドのエピタキシー研究の現状を概観する。立方晶窒化ほう素では典型的なエピタキシャル成長が可能である。また従来は部分的なエピタキシーの傾向のみが観察されていたシリコン,炭化けい素,ニッケルについても,新しい成果が生まれつつある。
  • 比留間 健之, 矢沢 正光, 勝山 俊夫, 小川 憲介, 柿林 博司, 高口 雅成
    1994 年 15 巻 2 号 p. 96-100
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
     有機金属の熱分解を利用した気相化学成長法 (MOCVD 法) により, GaAs および InAs ホイスカーのエピタキシャル成長を検討した。成長温度400~500℃ の範囲を中心にホイスカーの太さ, 長さ, および成長方向に関する条件を調べた。ホイスカーは太さ 20~200nm, 長さ 100~5000nm の範囲でほぼ寸法制御でき, また, 成長方向は基板の結晶面方位により正確に制御できることがわかった。ホイスカーの成長は, 気相―液相―固相共存成長機構により説明できる。透過電子顕微鏡による結晶構造解析により, ホイスカーには, 閃亜鉛鉱型とウルツ鉱型との2種類の構造が現れることがわかった。フォトルミネッセンスにより, GaAs ホイスカー中のキャリヤの量子閉じ込め効果, また, イオウ処理による表面状態の変化を調べた。
  • 吉野 明
    1994 年 15 巻 2 号 p. 101-105
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2010/02/05
    ジャーナル フリー
    SIMOX (separation by implanted oxygen)は,通常の単結晶シリコン基板の内部に高濃度の酸素イオンを注入した後,高温での熱処理を行うことによってSOI (silicon-on-insulator)構造を形成する技術である。シリコン基板の表面近傍に注入された酸素原子とシリコン原子の化学反応によってSiO2層が合成される間に,このSiO2層の上部では固相エピタキシャル成長が進行し,見事な単結晶シリコン薄膜と急峻なSi/SiO2界面を有するSOI構造が形成される。この表面現象では,酸素原子とシリコン原子の再配列過程が絶妙な速度バランスを保って進行するのである。本稿では,SIMOX技術によるSOI構造形成過程の一端を紹介する。
  • 井原 辰彦, 大戸 理雅, 入山 裕, 木卜 光夫
    1994 年 15 巻 2 号 p. 106-110
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    Hybrid surface modification of TiO2 by plasma polymerization coating was carried out using allylamine and tetraethoxysilane as monomers. In order to evaluate the adhesive strength between the TiO2 surfaces and deposited polymers, composite specimens prepared with the plasma-coated TiO2 and epoxy resin was subjected to the tensile strength measurement. The tensile strength of the allylamine-plasma-coated TiO2 increased with the plasma energy density, and finally approached to the value for the original epoxy without TiO2. In the photo-reduction reaction of Ag+, the catalytic activity of rutyl-type TiO2, that is almost inert, was improved remarkably by the plasma surface polymerization with allylamine.
  • 中村 好伸, 山本 智彦, 岡本 康成, 森本 弘, 赤木 与志郎
    1994 年 15 巻 2 号 p. 111-115
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2009/08/07
    ジャーナル フリー
    Effects of nitrogen doping on the electric insulation of anodically oxidized films of Ta have been investigated. As to the undoped oxide films, the relation between electric leak current and applied voltage changed from ohmic to space charge limited and finally to Poole-Frenkel relation as the voltage was increased. The leak current increased by a factor of 102 at an applied voltage of 20V as a result of annealing at 350°C. On the other hand, the relation between electric leak current and voltage of nitrogen doped oxidized films was only ohmic, independent of the applied voltage and the leak current at 20V was 105∼107 times as small as that of undoped films. The decrement depended greatly on the amount of doped nitrogen, and annealing of films also caused the current to decrease further. These experimental facts suggest an important role of the nitrogen atoms in the insulation of the oxide films. These phenomena can be interpreted by that the number of electrons contributing to the electric conduction becomes small because Ta atoms which are not bonded to oxygen can be terminated by the doped nitrogen atoms.
  • 香山 正憲, 山本 良一
    1994 年 15 巻 2 号 p. 116-122
    発行日: 1994/03/10
    公開日: 2010/02/05
    ジャーナル フリー
    The interface stoichiometry and the wrong bonds between like atoms are important subjects of consideration in the study of grain boundary properties of compound semiconductors. The polar and non-polar interfaces are defined from the interface stoichiometry. A general definition of the interface stoichiometry has been presented. The atomic and electronic structures of one type of coincidence tilt boundary in S1C, the {211} σ=3 boundary, have been calculated on the base of the reconstructed models by using the self-consistent tight-binding method. These have been compared with the previous results of the {122} σ=9 boundary in SiC. It has been shown that the wrong bonds make the boundary energy fairly high by the repulsive electrostatic energies and generate localized states at the band edges. It has been also shown that the different bond lengths of the wrong bonds affect the local bond distortions to a great extent at the interfaces, which determines the relative stability between the present models. The stability of the wrong bonds in the interfaces of general heterovalent compound semiconductors has been also discussed.
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