図３：各基板表面の■■■像。ff■■■■■■■■、ff■■■■■■■■■■、ff■■■■■、ff■■■■■■■■■の各基板上の各膜の表面形態を示す。図５：シリコン基板上での■■■薄膜の■■度回転ff■■°■■■■■■■■■成長と■■■■■■■■■■■■成長。構造最適化後のナノグラフェンは湾曲しながらも、各基板表面を覆うことが示唆されている。しかし、■■基板だけはナノグラフェンが半球状になり、基板としては不適と考えられる。六員環に関してはサファイア、■■■、シリコンでも表面に「垂直に立つ」ことが予想され、やはり基板としては不適当と考えられる。唯一、■■■■■■基板のみが、ナノグラフェンも六員環も基板表面を覆うことが予想された。本研究では実際のレーザー蒸着を行なっていて、理論予測との比較を行なっている。製膜は二酸化炭雰囲気での■■■法により、■■■■ff■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■、高配向熱分解黒鉛■をターゲットして各種基板上へ堆積している。図３に製膜後の薄膜表面の■■■像を示す。シミュレーションの予想通り、■■■■■■基板上では平坦な表面の膜成長が確認された。図４に各基板での表面粗さを示す。■■■■■■基板上では表面粗さが■■■∼■■■■■■■■、■■∼■■■■の超平坦な膜成長が確認された■■■。図４：各基板表面の粗さ。ff■■■■■■■■、ff■■■■■■■■■■、ff■■■■■、ff■■■■■■■■■の各基板上の膜の表面粗さ。図６：シリコン基板上での■■■クラスターの吸着エネルギーの見積値。■■■■■成長型が■■°■■■■■■■■成長型よりも安定している。■・ 酸化物結晶の成長方向についてシリコン基板上ff■■ff■■■■■に■■■を堆積する場合、図５に示すように、四角のマスの上に四角が載る■■■■■■■■■■■■成長ff■■ff■■■■■■■■■ff■■■■■と■■度の回転を伴う45°rotation成長ff■■ff■■■■■■■■■ff■■■■■がある。基板■■ff■■■■■Å)と■■■ff■■■ ■Å)の格子定数不整合は、45°■■■■■■■■で■％、■■■■■成長では ％にもなる。これまで我々は、格子■つの整合性を評価する格子不整合ではなく、複数個の格子での整合性ffドメイン不整合■での評価とそのビジュアル化手法を提案してきた■■■。しかし、どちらの手法も幾何学的関係だけの評価にすぎない。本研究では吸着エネルギーに着目し、結晶成長の配向性の評価を行うため、■■ff■■■■表面に ■ ■ の■■■結晶を■■■■■型と45°rotation型に配置したスーパーセルを構築し計算を進めた。基板表面から■■■クラスターまでの距離を変えて吸着エネルギーを見積もった結果を図６に示す。基板表面からの距離に依存して吸着エネルギーは− 267 −
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