アモルファスＳｉ－Ｇｅの構造と結晶化挙動

非晶Si-Ge的结构和结晶行为

基本信息

批准号：
17J06339
负责人：
奥川将行
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06339/
关键词：
アモルファスシリコンゲルマニウム結晶化構造解析

项目摘要

今年度は，組成によるアモルファス構造の違いを電子線二体分布解析によって詳しく調べた．加えて，分子動力学シミュレーションによって実験結果と類似するアモルファスの構造モデルを作り，実験では得ることが難しい結合角分布や配位数分布などの構造に関する知見を得た．それにもとづいて結晶化挙動の検討を行った．電子線二体分布関数の第1，第2および第3ピーク位置は，組成のSi濃度が増加するにつれて短距離側にシフトした．第1ピークの強度は，Si濃度が50%で最小値をとる．第2ピーク強度は，組成のSi濃度が増加するにつれて低下した．MDシミュレーションによってアモルファス構造へ組成が与える影響を検討した．Si濃度の異なるアモルファスモデルを作製して二体分布関数を計算すると，第1ピークはSi濃度が増加するにつれて短距離側にシフトし，その高さは50%で最小値をとった．これは，実験の二体分布関数をよく再現する．シミュレーションで作られたモデルの原子配列を解析してアモルファス構造を詳しく調べた．MROクラスターのサイズは組成に対して単調に変化するのではなく，Si濃度が20%と80%で極大値をとることが明らかとなった．昨年度の研究で得られたアモルファスSi-Ge薄膜の結晶化における粗大結晶粒子が形成する温度の不連続は，組成によるMROクラスターのサイズの違いから理解できる．MDシミュレーションから，アモルファスSi-Ge構造中のMROクラスターの割合およびサイズはSi濃度が80で極大値を取る．結晶化温度の不連続な変化はこのMROクラスターのサイズを反映しており，サイズの大きなクラスターを含むアモルファスではより低温で結晶化したと推測される．

今年，我们研究了使用电子束分布分析详细组成而导致的无定形结构的差异。此外，分子动力学模拟创造了与实验结果相似的无定形结构模型，并获得了关于键角分布和协调数分布等结构的知识，这些结构很难通过实验获得。基于此，我们研究了结晶行为。随着组成的SI浓度的增加，电子束两体分布函数的第一，第二和第三峰位置向短距离移动。第一个峰的强度是最小值，Si浓度为50％。随着成分的SI浓度的增加，第二个峰强度降低。通过MD模拟研究了组成对非晶结构的影响。当制备具有不同Si浓度的非晶模型并计算两体分布函数时，随着SI浓度的增加，第一个峰向短距离移动，高度为50％，最小值设置了。这密切复制了实验的两体分布函数。分析了在模拟中创建的模型的原子布置，以详细检查无定形结构。已经揭示了MRO簇的大小在组成方面不会单调地变化，而是Si浓度在20％和80％的最大值处最大值。在去年研究中获得的无定形Si-GE薄膜结晶过程中粗晶粒形成的温度不连续性可以从由于组成而导致的MRO簇的大小差异来理解。从MD模拟中，无定形SI-GE结构中MRO簇的比例和大小是Si浓度为80的最大值。结晶温度的不连续变化反映了该MRO群集的大小，并且估计包含在低温下结晶的无定形含量。