ヘテロエピタキシャル系では基板とその上に成長する結晶が異なる。両者の格子定数の違いから生じる歪みエネルギーの効果を低減するために、基板を微細加工することがある。このとき、吸着結晶が基板柱列上の非対称な位置に配列することや濡れが途中で止まるなど、液体の濡れとは異なる現象を示すことを見出した。また、平坦なSiO2基板上でSi島が高温で蒸発するときに見られる島拡散では、拡散定数が島の大きさによらない。この異常拡散は化学反応で荒れたSi/SiO2界面の角にSi島の縁が引っかかったり、熱揺らぎで外れるために起きると解明した。そのほか、基板上で一方向成長する多結晶中の結晶粒の粗大化則を求めた。
In heteroepitaxial growth, materials of the substrate and of the overlayer crystal are different. In order to decrease the effect of strain energy induced by the lattice misfit, nanostructures are sometimes fabricated on a substrate. We found that the crystal dewetting is different from the liquid dewetting; for instance, an adsorbate crystal island arranges itself in an asymmetric position on a substrate pillar, or a crystal island collapses only partially. When Si islands evaporate on SiO2 substrate at high temperatures, they diffuse around with a diffusion constant almost independent of the island size. We attributed this anomalous diffusion to the pinning-depinning phenomenon of the island edge at rough corners of the Si/SiO2 interface produced by chemical reactions. We also studied scaling behavior of the grain coarsening during the unidirectional solidification of multicrystals on a substrate.

研究種目 : 基盤研究(C)
研究期間 : 2011～2013
課題番号 : 23540456
研究分野 : 数物系科学
科研費の分科・細目 : 物理学・数理物理・物性基礎