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物理:電子顕微鏡を用いた0.03Å精度での転位場の計測

Nature 423, 6937 doi: 10.1038/nature01638

欠陥とこれに起因する長距離歪み場は、材料科学の多様な領域で少なからず重要である。例えば、半導体産業が直面している難問はデバイスの動作に対する欠陥の影響を理解することだが、この課題の難しさは、荷電粒子との相互作用が欠陥中心部よりはるかに離れた、欠陥の影響が小さく定量化しにくい所でも起こりうるという点である。欠陥周囲の歪みが正確に計測できるようになれば、歪み場が微細構造の電気的、機械的、化学的特性にどう影響するか、またナノメートルサイズまで微細化した構造ではその振舞いがどのように変化するかをより詳細に理解できるだろう。我々は高解像度電子顕微鏡法と光学干渉法から転用された画像解析を組み合わせて、シリコンの波状転位周囲の変位を計測した。計測結果と異方性弾性理論による計算結果とは0.03Å以上の精度で一致している。この結果はまさに、原子スケールに近い領域での異方性理論の実験的検証であると言える。ナノ構造材料やデバイスの進歩に伴って、歪み解析における計測ツールとして電子顕微鏡法の重要性は増して行くと期待される。

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