Control of the heteroepitaxal growth on vicinal surfaces
邻近表面异质外延生长的控制
基本信息
- 批准号:11555188
- 负责人:
- 金额:$ 4.03万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
- 财政年份:1999
- 资助国家:日本
- 起止时间:1999 至 2000
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this study, we aimed (i) to prepare a vicinal surface on the Si(111) substrate, (ii) to grow a diamond type of Sn (α-Sn) on the surface, which is the same IV group to Si and is in a large lattice-mismatched relationship with it, and (iii) to control stably its growth morphology.Prior to our experiments, firstly, elastic-strain energy stored at the interface of α-Sn/Si(111) was calculated theoretically using the Keating potential. This calculation gave us the important suggestion that steps on the Si(111) vicinal surface may relax effectively strain energy in the growing film and allow to grow pseudomorphologically α-Sn beyond a critical thickness. On the basis of this result, secondly, we actually grew α-Sn on the 6゜ -inclined vicinal surface, and assessed its process by using reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and scanning turneling microscopy (STM).These results are as follows : RHEED patterns showed that terraces on the vicinal substrate used are inclined against the direction normal to the substrate surface and their widths are very narrow. From the STM observation, we gained information of linearity in the step line and nonuniformity in the terrace. Depositing Sn on such vicinal surfaces, we recognized the formation of an adsorption structure having a √3×√3 -R30゜ period. Then, excess Sn forms an α phase, leading to the formation of a facet inclined 19.5゜ form the [11-2] direction of Si(111). Although further growth of Sn causes a phase change from α to β, finally, the whole film becomes α-Sn, presumably stimming from an origin of soft elasticity of Sn.The results show that the utilization of a vicinal surface enables us to control stably the morphology of epitaxicially grown films in the large lattice-mismatched systems.
在本研究中,我们的目标是 (i) 在 Si(111) 基底上制备邻位表面,(ii) 在表面上生长金刚石类型的 Sn (α-Sn),其与 Si 属于相同的 IV 族,并且与其存在较大的晶格失配关系,并且(iii)稳定地控制其生长形貌。在我们的实验之前,首先从理论上计算了α-Sn/Si(111)界面处存储的弹性应变能该计算给我们提供了重要的建议,即 Si(111) 邻位表面上的台阶可以有效地松弛生长薄膜中的应变能,并允许基于该结果以假形态生长超过临界厚度。其次,我们实际上在6゜倾斜的邻面上生长了α-Sn,并使用反射高能电子衍射(RHEED)和扫描车削显微镜评估了其过程(STM)。这些结果如下:RHEED图案显示,所使用的邻近基底上的台阶相对于基底表面的法线方向倾斜,并且它们的宽度非常窄。从STM观察中,我们获得了台阶中的线性信息。在这样的邻近表面上沉积Sn,我们发现形成了具有√3×√3 -R30゜周期的吸附结构,然后,过量的Sn形成了α相。从Si(111)的[11-2]方向形成倾斜19.5゜的小面虽然Sn的进一步生长导致从α到β的相变,但最终整个薄膜变成α-Sn,这可能是从原点刺激的。结果表明,利用邻面使我们能够稳定地控制大晶格失配系统中外延生长薄膜的形貌。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ryuichiro Minato et al.: "Surface Core-Level Shift as Assenbled by Using the Voigt Function"Hyomen Kagaku. Vol.21. 426-433 (2000)
Ryuichiro Minato 等人:“使用 Voigt 函数组装的表面核心层位移”Hyomen Kagaku。
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- 作者:
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湊龍一郎: "フォークト関数を用いた表面内殻準位シフトの評価"表面科学. 21. 426-433 (2000)
Ryuichiro Minato:“使用 Voigt 函数评估表面核心能级偏移”表面科学 21. 426-433 (2000)。
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