基板制御による非平衡新物質相の創製と相変態

通过底物控制创建非平衡新材料相和相变

• 批准号: 10136231
• 负责人: 山本 雅彦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10136231/
• 关键词: 非平衡相; 相変態; 金属人工格; エピタクシアル成長; 基板制御; RHEED

基板上に金属薄膜を積層すると,基板の拘束を受けて,平衡状態図にない構造をもつ物質を創製することが出来る.これら非平衡物質,および非平衡物質に各種処理を施し相変態を引き起こさせた物質では,従来にない特性を発揮することが期待できる.しかし,非平衡物質の創製とその相変態は種々の条件により左右され,支配因子について十分に理解されていない.我々のこれまでの一連の研究で,基板の種類,積層膜犀,バッファ層,シード層を制御することにより,非平衡結晶の創製に成功してきた.本研究では,Dy/Cr,Al/Agを選び,MBE法により結晶成長させ,基板拘束下という特殊環境下での相変態の様子を,明らかにすることを試みた.Dy/Cr人工格子では,CrはMgO(100)上にCr(100)および(110)上にCr(211)がエピタクシアル成畏させることができた.その上のDyもエピタクシアル成長させることができた.Cr上のDyは,Dy(1012)面が成長面であった.この面はDy[1210]方向を回転軸として,±3.7度傾斜していた.しかし,それ以上の積層では,CrもDyも膜厚が薄いとき,アモルファスあるいは微結晶となり.厚くなると多結晶になった.Al/Ag人工格子は,設定構造を[Al(1.8nm)/Ag(1.2nm)]60とし,Al,Ag共に成長速度0.1ML/s,基板温度20,50,70,100℃にて,(100)Agバッファ層上にMBE成長させた.いずれの場合も初期には(100)のエピタキシャル成長が認められた.また,Agバッファ層上のAl層の成長時にはRHEED振動が認められた.しかし,積層を繰り返す内に(111)成長する領域が現れ,次第に優勢になっていき,最終的にはすべて(111)成長に変わった.(100)成長の持続性は,基板温度に極めて敏感で,50℃では比較的長く続くが.20℃や70℃では数回〜十数回の(100)bilayer成長を繰り返した後は(111)成長に変わった.

通过将金属薄膜堆叠在底物上，可以在基板的约束下创建没有在平衡图中的结构的材料。这些非平衡材料和材料经过各种处理以引起相变的材料，可以表现出前所未有的特性。但是，非平衡材料及其相变的创造受到各种条件的影响，而管理因素尚未完全了解。我们以前的一系列研究表明，底物，层压膜，缓冲层和种子层的类型受到控制。这项研究成功地创建了非平衡晶体。在这项研究中，我们使用MBE方法选择了DY/CR和Al/Ag以及生长的晶体来揭示在底物约束下在特殊环境下的相变状态。在DY/CR人工晶格中，CR能够在MGO（100）和（110）上外上装唤起CR（100）和CR（211）。 dy也是外延生长的。 CR上的DY（1012）是生长表面。该表面在DY的旋转轴上倾斜±3.7度[1210]。但是，当Cr和Dy的厚度都稀薄时，它们就会变得无定形或微晶。当厚度厚时，它们就变成了多晶。 Al/ag人工晶格的设置结构为[AL（1.8NM）/AG（1.2nm）] 60，MBE在（100）Ag缓冲层上生长，生长速率为0.1ml/s，底物温度为20、50、70、70和100°C。在这两种情况下，MBE在（100）Ag缓冲层上生长，生长速率为0.1ml/s，底物温度为20、50、70和100°C。 （100）观察到外延生长。同样，当种植Ag缓冲层上的Al层时，观察到Rheed振动。但是，随着该层的重复，（111）增长的区域似乎逐渐占主导地位，最后都变成了（111）的生长。 （100）生长的可持续性对底物温度极为敏感，并且在50°C下持续相对较长。在20°C和70°C下，在20°C和70°C下几十（100）个双层生长后，它变为（111）的生长。