混晶の成長機構と相安定に関する研究

混晶生长机理及相稳定性研究

基本信息

批准号：
62104002
负责人：
西永頌
金额：
$ 19.52万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Special Project Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至 1987
项目状态：
已结题

项目摘要

非平衡成長と考えられている分子線エピタキシ法(MBE)における混晶の成長機構を研究するため, MBE法の成長で本質的に重要な成長原子の表面拡散現象について研究した. このため, RHEED振動が実験条件によって発生したり消滅したりする現象に注目し, これを理論的に解析することにより表面拡散距離を求める手法を開発した. 次に, この手段を用いて, GaAs MBE成長におけるGaとAs_4の表面拡散距離を決定した. 次に, Ga(As, Sb)と(Im, Ga)AsのMBE成長を行ない, 各々, SbとImの偏析現象を調べ, これを用いて混晶成長機構を明らかにすることを試みた. 先ず, Ga(As, Sb)系については, 成長方向でのSb濃度の変化を各種の実験条件のもとで調べ, Sbが成長温度の上昇とともに大きく排除されること, これにはSbの表面吸着が大きく影響することを示した. 次に, 両混晶組成の(100)面からのoff角度依存性を実験によりくわしく調べ, これを表面拡散理論(BCF理論)で説明することを試みた. それによると, AsとSbの表面拡散距離の差, ImとGaの表面拡散距離の差を考慮することにより, off角度依存性が説明できることがわかった.その他, Im Ga As P混晶成長層のカソードルミネッセンスによる評価, 混晶の電子ビームエピタキシャル成長, ハロゲン輸送法による混晶の原子層エピタキシ, III-V族混晶の熱力学データベースの作成, 同非平衡相図の作成に関する研究, 電子顕微鏡による成長の直接観察, 高真空下での走査トンネル顕微鏡による結晶表面の観察, 非平衡成長のもう一つの例である有機金属原料気相成長法(MOCVD)によるGaAsの成長機構の理論的研究等を行なった.

为了研究分子束外延（MBE）中混合晶体的生长机制（被认为是非平衡生长），我们研究了生长原子的表面扩散现象，这对于MBE生长至关重要。振荡根据实验条件发生或消失的现象，并通过理论上分析该现象开发了一种确定表面扩散距离的方法，接下来，使用该方法确定了 As_4 的表面扩散距离。接下来，我们对 Ga(As, Sb) 和 (Im, Ga)As 进行了 MBE 生长，研究了 Sb 和 Im 的偏析现象，并以此试图阐明 Ga(As) 的混合晶体生长机制。，Sb)系统，在各种实验条件下研究了生长方向上Sb浓度的变化，发现随着生长温度的升高，Sb大量消除，这包括Sb表面的事实表明：吸附影响较大。接下来，我们通过实验详细研究了两种混晶组成相对于（100）面的偏角依赖性，并尝试使用表面扩散理论（BCF理论）对此进行解释，结果发现偏角依赖性可以表示为。通过考虑Im和Ga之间扩散距离的差异和表面扩散距离的差异来解释。此外，通过阴极发光对Im Ga As P混合晶体生长层进行评价，混晶的电子束外延生长、使用卤素传输法的混晶原子层外延、III-V混晶热力学数据库的创建、非平衡相图的创建研究、使用电子显微镜直接观察生长、高We利用扫描隧道显微镜在真空下观察晶体表面，并利用金属有机气相沉积（MOCVD）（非平衡生长的另一个例子）对砷化镓的生长机制进行了理论研究。