高分解能分析電子顕微鏡による二酸化セリウム/イットリア安定化ジルコニア/シリコンヘテロ界面構造の原子スケール構造評価(<特集>原子をみる)
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概要
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二酸化セリウム/イットリア安定化ジルコニア/シリコン(CeO_2/YSZ/Si)及びYSZ/CeO_2/Siヘテロ構造の配向性に及ぼす界面の構造と化学状態の影響を,高分解能分析電子顕微鏡によって明らかにした.いずれの積層においても幅10〜30nmの柱状構造が観察されたが,その配向性は大きく異なった.YSZ/CeO_2/Siヘテロ構造においては,CeO_2層は(111)優先配向を示し,面内には配向を持たなかった.electron energy loss spectroscopy (TEM-EELS), energy dispersive X-ray spectroscopy (TEM-EDS)による界面近傍の分析の結果,CeO_2が還元された界面反応層とSiが酸化された界面反応層の存在が明らかとなった.CeO_2/YSZ/Siヘテロ構造においては,CeO_2層は優先的に(001)配向したが,YSZが薄いほうがCeO_2層の(001)配向性は向上した.(001)配向した領域のCeO_2/YSZ界面については,YSZ層が厚い場合,ミスフィット転位を伴った半整合界面を形成した.YSZ層が薄い場合,YSZ層の構造の乱れのために明確な界面構造は分からなかった.TEM-EDS分析の結果,Si酸化膜だけが存在した.膜厚が薄い場合でもYSZ層にはSi基板の結晶方位をCeO_2層に伝達する効果に加えて,Siに対して熱力学的に不安定なCeO_2の還元を抑制する効果があることが明らかになった.
- 社団法人日本分析化学会の論文
- 2006-06-05
著者
-
脇谷 尚樹
東京工業大学工学部無機材料工学科
-
篠崎 和夫
東京工業大学工学部無機材料工学科
-
水谷 惟恭
国立東京高等工業専門学校
-
篠崎 和夫
東京工業大学大学院理工学研究科
-
木口 賢紀
東京工業大学総合分析支援センター
-
水谷 惟恭
東京工業高等専門学校
-
脇谷 尚樹
東京工大 大学院理工学研究科
-
篠崎 和夫
東京工大 大学院理工学研究科
-
篠崎 和夫
東工大院工
-
Wakiya Naoki
Graduate School Of Sci. And Technol. Shizuoka Univ.
-
Wakiya Naoki
Department Of Materials Science And Chemical Engineering Shizuoka University
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