4研究成果／次世代エネルギーデバイス

R-24

2022

逆格子一致法によるエピタキシャル薄膜の幾何学的格子整合性評価

アピールポイント

2結晶間の優先方位関係を実験と計算の両側面から検証
【技術シーズ：逆格子一致法による格子整合性評価】

課題

・薄膜材料における特性の優劣と薄膜／基板界面の構造との対応関係の理解

・上記界面構造を形成する場合の界面転位の有無やその構造の解明

・薄膜や基板を他の材料に置き換えた場合の新たな界面構造や欠陥構造の予測

解決手段

・界面を構成する2つの結晶の構造情報をもとに逆格子一致度（CRLP）を計算

・実験と計算から得られた方位関係をもとに界面の原子構造や転位構造を検証

・所望の材料特性や界面構造を得るための設計指針をプロセスにフィードバック

成果・優位性

・走査透過電子顕微鏡（STEM）観察とCRLP計算の結果が一致

・CRLP法は2結晶が取り得る全方位関係を考慮するため種々の界面に適用可能

・実験方法： STEM観察、CRLP計算

期待される市場・応用

・エピタキシャル薄膜／単結晶基板界面の設計および構造制御

・単結晶同士の接合界面の設計および構造制御

・バルク結晶内で特定の方位関係を保って析出する第二相などの制御

発表文献

Y. Sugawara et al., J. Electrochem. Soc., 165, A55 (2018).
Y. Ikuhara et al., Mater. Sci. Forum, 207-209, 121 (1996).

謝　辞：本研究は、NEDO「革新型蓄電池実用化促進基盤技術開発（RISING2）」（JPNP16001）において実施されたものである。