川村朋晃 Ｓａｔｙａｂａｎ Ｂｈｕｎｉａ *藤川誠司 渡辺義夫
機能物質科学研究部 *兵庫県立大学
近年ナノテクノロジーの進展に伴い種々のナノ構造材料の研究が進められており、 触媒粒子の過飽和現象を利用したVLS
(Vapor-Liquid-Solid)成長機構による一次元半導体ナノワイヤーもその一つとして注目されている。このナノワイヤーは触媒粒子サイズを制御することにより数nm径のナノワイヤーを作製することが可能、
エピタキシャル以外の成長も可能であるため材料の自由度が大きい、 溶液中に分散させることによりナノワイヤー単体での利用も可能など多くの特長を持っており、
量子デバイスのみならず光応用、 バイオ・医療のための”基本構造”としても注目されている。
しかしVLS成長は通常気相中で行われるためRHEED等による成長モニタリングは困難でありナノワイヤー成長過程の詳細を知ることは容易ではなかった。そこで今回透過力の高い反射X線小角散乱(GISAXS
: Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering)を用いInPナノワイヤー成長過程のリアルタイム観察を行った[1]。図1にGISAXS測定配置を示す。測定には直径20nmの金微粒子触媒を用いMOCVD法により作製したInPナノワイヤーを用いた[2]。図2にナノワイヤー成長直後にX線CCDカメラで測定したGISAXSイメージを示す。qyおよびqz方向にナノワイヤーによる散乱が明瞭に観測されていることが判る。またDWBA
(Distorted Wave Born Approximation)近似により半球および六角柱状散乱対によるGISAXSイメージ (図3(a)、
(b)) を計算したところ、 測定結果は六角柱を仮定したGISAXSイメージと定性的に一致していた。この結果はSEM観察結果と一致しており、 本手法を用いることによりナノワイヤーの成長モニターが可能となった。
[1] T. Kawamura, et al., Proc. of XTOP 2004, Prague, September 2004.
[2] S. Bhunia, et al., Appl. Phys. Lett. 83 (2003) 3371.
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| 図1 |
GISAXS測定配置 | |||
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| 図2 |
ナノワイヤー成長後のGISAXSイメージ (Ts=400℃) | 図3 | DWBA近似による計算 (a) hemisphere, (b) hexagonal pillar. |
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