吸着原子のドリフトによる結晶表面上のステップ列の挙動

由于吸附原子漂移导致晶体表面阶梯系列的行为

基本信息

批准号：
14740231
负责人：
佐藤正英
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740231/
关键词：
ステップ蛇行バンチング微斜面

项目摘要

シリコンを直流加熱することで結晶表面で観測されるステップの不安定化,ステップの蛇行とステップの束状構造の形成,について調べた.直流電流により生じると考えられる吸着原子の流れを取り入れたモデルを用い,微小なステップ位置の変化に対する微斜面の線形安定性解析を行った.また,モンテカルロ・シミュレーションを用いて不安定化したステップの振る舞いについて調べた.1.シリコン(111)微斜面の蛇行については以下のことが明らかになった.(1)吸着原子の流れがステップに対して下段方向にある場合に蛇行が生じる.(2)ステップの蛇行により結晶表面には溝状の構造が現れる.(3)溝状構造の形成は,吸着原子の蒸発がないことによる.(4)溝の周期は吸着原子の流れの速度の-1/2乗に比例し,時間の1/2乗で振幅が増大する.(1),(2),(4)については実験結果と一致した.(3)については,保存系でステップの蛇行を記述する,他の原因によるステップの蛇行と同様な非線形方程式で表わせることが分かった.2.シリコン(001)微斜面の蛇行と束形成については以下のことが明らかになった.(1)束形成は流れの向きによらず生じるが,蛇行は上段向きのみで生じる.(2)蛇行はステップ間に斥力があることが重要である.(3)(001)微斜面でも(111)微斜面同様な溝構造が生じ,その振る舞いは保存系に特有な非線形方程式で表わせる.(4)蛇行でのステップの揺らぎ幅は時間の1/2乗に比例する.(5)ステップ束の形成には,保存系においては拡散係数の異方性がテラスごとに入れ替わることが重要であり,カイネティクス係数が入れ替わる効果は小さい.(1),(2),(3)は実験と一致した.(1)では,これまでの数値シミュレーションと実験との矛盾の原因を明らかにした.(2)により,初めて理論的および計算機実験的に蛇行の起こる機構を説明している.(4)により,不安定化の機構が正しいか否かを調べる物理量の変化の予測を,実験に対して提案している.(5)により,シリコン(001)における2つの異方性のうちどちらが重要であるかがあきらかになり,成長則を調べる際の適切なモデルを明らかにした。

我们研究了通过硅的直流电流加热在晶体表面观察到的步骤的不稳定，这是台阶的束状结构的形成。我们使用的模型结合了吸附原子的流动，该模型被认为是由直流电流引起的，并分析了微孔表面的线性稳定性，以实现步骤位置的微小变化。我们还使用Monte Carlo模拟研究了不稳定步骤的行为1。关于硅（111）微柱表面的蜿蜒曲折揭示了以下内容。（1）吸附原子的流动正在抵消步骤。合に行はいます。英语：然后，当它朝较低的方向时发生蜿蜒。（2）晶体表面出现了蛇形台阶。（3）形成凹槽状结构是由于没有吸附原子的蒸发所致。（4）凹槽的周期与吸附原子速度的-1/2平方成正比，幅度随时间平方而增加。（1），（2），（4）与实验结果一致。对于（3），发现可以在防腐剂系统中描述步骤的曲折，并且可以通过类似于其他原因曲折的非线性方程来表示。 2。硅（001）硅的倾斜表面和束形状的硅（001）的束形，以下揭示了以下组成的组成：（1）无论流动方向如何，束形成发生，但曲折仅出现在上方向上。（2）重要的是蜿蜒的步骤之间具有排斥力。（3）（001）即使在斜率（111）上，凹槽结构与微观表面相似，并且其行为可以通过保守系统独特的非线性方程表示。（4）蜿蜒的步骤的波动宽度与时间正方形成正比。（5）对于阶梯束的形成，重要的是，在保守系统中，扩散系数的各向异性从一个露台变为另一个露台，动力学系数是切换的效果。（1），（2）和（3）与实验一致。（1）揭示了先前数值模拟与实验之间不一致的原因。（2）首次解释了曲折，理论和计算机实验的机制。（4）提出了物理量变化的预测，以确定不稳定的机制是否正确。（5）揭示了硅中的两个各向异性中的哪个（001）更重要，并且揭示了研究生长法的适当模型。