Presentation 半導体ナノワイヤ成長における触媒・基板界面構造

高橋, 正光

2017-01-08
Description
半導体ナノワイヤは、次世代光・電子デバイスや高効率太陽電池などへの応用可能性とともに、その異方的な形状により、結晶成長の観点からも興味が集められている。半導体ナノワイヤの代表的な成長方法に、金などの金属液滴を触媒としたVapor-Liquid-Solid(VLS)成長が知られている。VLS成長において、触媒液滴/結晶界面に構成される構造は、界面エネルギーを通じて触媒液滴の形状を決める要因であり、ナノワイヤの直径や結晶構造、積層欠陥密度などに影響する。本研究では、GaAs ナノワイヤの成長メカニズムを微視的な観点から明らかにするために、金属液滴/結晶界面の構造をその場X線回折測定した。実験は、放射光施設SPring-8のBL11XU でおこなわれた。その場測定されたX 線CTR 散乱プロファイルには、原子レベルの層状構造に由来する強度振動が認められ、GaAs 基板に接したAuGa 触媒液滴の界面に層状の秩序構造が誘起されていることが示された。CTR ホログラフィーによる解析から、界面垂直方向の電子密度分布を求めたところ、表面の層状構造に加えて、界面から基板側にすそを引く電子密度分布が得られた。これは、界面張力のため、触媒液滴が基板側に侵食するような形状となっていることを反映したものと考えている。さらに、面内方向の構造情報も得るため、非対称ロッドの測定をおこなった。測定されたプロファイルには有意な変調構造が見られ、AuGa 触媒内の原子は、基板の周期性を反映して、面内方向にも秩序を有していることが確認された。
第30回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム

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