非晶体Ge薄膜的Au诱发晶体生长观察

加热样本时Ge的拉曼成像

▼400℃加热时的SiO2/Si片表面的Ge薄膜的拉曼成像
400℃加热时的SiO2/Si片表面的Ge薄膜的拉曼成像
激发波长
532 nm
物镜
10倍 (NA=0.30)
光谱数量
2,000(200×10) ※图像为其一部分
测定时间
11分钟







样本的模式图

▲ 样本的模式图

Ge结晶·非晶体的拉曼光谱
▲Ge结晶·非晶体的拉曼光谱

 

上图是通过金属诱导晶体法(Metal Induced Crystallization: MIC)在400℃下结晶的锗,通过拉曼成像观测的实例。通过拉曼图像可以得知在SiO2/Si片上形成的非晶锗是由Au作为晶核生长而成的。从拉曼光谱可以对结晶锗(红),非晶锗(蓝)以及中间项(绿)做出明确判断。


将Au作为晶核观察结晶Ge的生长

拉曼光谱法可以在样本加热过程中进行观察。下图是将样本以20℃/分钟的速度加热,通过观察锗晶体的强度曲线,来了解Au作为晶核,锗的结晶变化。根据样本温度的上升,可以看出锗晶体区域逐渐向右扩散的样子,由非晶型变为晶型。

 


强度分布领域(光学显微镜) ▲ 强度分布领域(光学显微镜)

各个温度下的结晶Ge峰的强度分布
▲各个温度下的结晶Ge峰的强度分布

 

(参考)关于金属诱导固相生长(MIC)

这是通过低温形成IV族半导体薄膜的结晶技术。将非晶体半导体薄膜上气相沉淀的Au作为晶核,诱导其向平面方向结晶的方法。即使在无法使用高温处理的玻璃板上,也能得到结晶半导体薄膜,因此,运用于实现高性能电脑板的低温处理中备受瞩目。



※本样品由熊本高等专门学校信息通信电子工学学科副教授角田功先生提供。