ECSAM法による異種単原子層の交互積層する特異な層状化合物の創製と新規物性探索

通过交替堆叠不同的单原子层来创建独特的层状化合物，并使用 ECSAM 方法探索新的物理性质

• 批准号: 22656156
• 负责人: 乾 晴行
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22656156/
• 关键词: 層状化合物; 電析; 格子ミスフィット; エピタキシャル成長; 結晶方位関係; 電子構造; 物性探索; 透過電子顕微鏡法; 層状化合物; 電析; 格子ミスフィット; エピタキシャル成長; 結晶方位関係; 電子構造; 物性探索; 透過電子顕微鏡法

電析法は簡便な成膜法としてメッキなどで広く工業的に用いられるが,原子レベルで構造制御が可能な高度な結晶成長法とは通常は考えられていない.しかし,電析条件によっては,異種単原子層を順次,交互に電析することができ,電析法でも原子ステップ単位で結晶構造の制御が可能で,安定相ではない層状構造物質の創製できる可能性がある.本研究では,安定相としては閃亜鉛鉱型構造を持つ半導体CdTeのカソード電析により,Cd単原子層,Te単原子層を交互に積層し,金単結晶基板上に非平衡な層状化合物の作製を試みた.金(111)面を基板とすると,異種単原子層が交互に電析するが,6角原子配列を保つため,安定相の閃亜鉛鉱型構造となった.安定相のため,数μmにわたって単結晶として結晶成長した.金(001)面を基板とすると,10%程度の大きな格子ミスフィットにもかかわらず,成長初期にエピタキシャル成長が起こり,四角配列原子層の交互積層に対応するL1_0型構造が形成された.しかし,この結晶成長は長く続かず,優先成長方位の<111>柱状晶に阻害され,高々,100nm程度で成長が阻止されてしまう.電析電位や浴組成の関数として,L1_0型構造が結晶成長する条件を探索したが,100nm程度の成長が最高値であった.他の閃亜鉛鉱型構造を取る化合物半導体についても同様の実験を行ったが,ZnTbでL1_0型構造の僅かな成長が見られたものの,CdSe, ZnSeでは安定相しかえられなかった.これらの金基板との格子ミスフィットを考えると,非平衡相L1_0型構造の形成には5%を越える大きな格子ミスフィットが必要であると結言できる

电沉积在工业用途中广泛用于镀金和其他目的，作为一种简单的膜沉积方法，但通常不被认为是一种先进的晶体生长方法，可以在原子水平上进行结构控制。但是，根据电沉积条件的不同，不同的单层可以依次和交替地进行电沉积，并且电沉积法可以以原子步骤的单位控制晶体结构，从而可以创建不稳定相位的分层材料。在这项研究中，我们试图通过用锌蓝色型结构作为稳定相的半导体CDTE的阴极沉积来交替堆叠CD和TE单层，我们试图在金单晶底物上构建非平衡性。当将黄金（111）表面用作底物时，交替沉积不同的单层，但是保持六边形原子排列，从而导致稳定的相位锌蓝色类型结构。 。因为稳定相，将晶体作为单晶生长在几个μm上。尽管金（001）表面为底物，尽管晶格不合适，但在生长开始时发生了外延生长，而L1_0型结构与与方形阵列的交替堆叠相对应的L1_0型结构形成了。但是，这种晶体生长并没有持续很长时间，并且受到首选生长取向的柱状晶体的抑制，最多约为100 nm。我们搜索了L1_0型结构的晶体生长，这是电穿孔电位和浴室组成的函数，大约100 nm的生长最高。我们在其他具有锌蓝色型结构的复合半导体上进行了类似的实验，尽管在Zntb，CDSE，ZnSe中L1_0型结构的生长略有生长，但仅实现了稳定的相。考虑到与这些黄金底物的晶格失配，可以得出结论，形成非平衡相L1_0型结构所需的大晶格失调超过5％。