초고압 전자현미경 사용
격자간 원자만이 흐르는 영역 시료 속에서 제작 성공
大阪대학 초고압 전자현미경 센터의 森博太郞 교수, 廣島공업대학의 桐谷道雄 교수 등은 초고압 전자현미경을 사용하여 격자간 원자(결정 속의 원자의 틈에 있는 원자)만이 흐를 수 있는 영역을 시료 속에서 만드는데 성공했다. 시료에 미리 도입한 공공형(空孔型) 저위 루프(원자의 이동에 따라 발생하는 공공이 복수 모인 것)이 격자간 원자와 연결되어 소멸하는 모양 등을 확인했다. 원자 공공을 동반하지 않는 격자간 원자와 전위 루프의 반응, 격자간 이동에 의해 일어나는 상변태를 조사한 연구는 희귀하다.
응용으로서는 실리콘 반도체 디바이스 제작 시의 이온 주입에 따른 격자간 원자(실리콘 속의 실리콘 원자) 확산의 디메리트를 한정적으로 하는 프로세스 개발과 미세한 디바이스를 설계하는데 있어 지식의 획득을 기대할 수 있다.
실험에서는 우선 640℃로 가열한 알루미늄을 급냉하여 고밀도 공공형 전위 루프가 있는 시료를 제작했다. 시료에서 제작한 투과형 전자현미경(TEM)용 샘플의 일부를 실리콘의 마스크로 덮고, 실온에서 초고압 전자현미경 내에서 200만 전자볼트의 전자를 조사했다.
조사 전후를 200킬로 전자볼트의 TEM으로 관찰 비교하자, 마스크로 덮였던 부분의 끝을 따라 공공형 루프가 소멸한 영역이 띠 모양으로 형성되었다. 전위 루프의 소멸영역 형성은 전자선 조사 영역에서 격자간원자가 유입해서 전위루프와 연결되었기 때문이라고 생각된다. 원자의 유입 영역은 마스크 측에 반구 모양으로 형성된다는 것도 알았다. (NK)
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