Dynamics of adatoms of the Si(111)-(77) surface studied by reflection high-energy positron diffraction

反射高速陽電子回折によるSi(111)-(77)表面のアドアトムのダイナミクスの解明

深谷 有喜   ; 河裾 厚男; 林 和彦; 一宮 彪彦

Fukaya, Yuki; Kawasuso, Atsuo; Hayashi, Kazuhiko; Ichimiya, Ayahiko

反射高速陽電子回折(RHEPD)は、結晶内部のバルク原子からの振動状態に邪魔されることなく、最表面原子の原子位置と振動状態を決定できるため、最表面の構造・物性研究において非常に有用である。本研究では、RHEPDを用いて、Si(111)-(77)表面の最表面原子であるアドアトムの熱振動と原子位置の変化を調べた。実験は、273Kから873Kまでの温度範囲において、全反射したRHEPDスポット強度の温度依存性を詳細に測定した。温度散漫散乱による非弾性散乱過程を考慮に入れた動力学的回折理論に基づいてRHEPD強度の温度依存性を解析した結果、アドアトムの熱振動振幅が、以前の研究報告に比べ非常に増大していることが初めて見いだせた。またRHEPDロッキング曲線の温度依存性を測定し、同様な解析を行った結果、873Kまでの温度範囲で、アドアトムの垂直位置に顕著なシフトは見られなかった。これらの結果から、Si(111)-(77)表面のアドアトムの結合状態は、77構造から11構造に相転移する1103Kよりも低い温度で、すでにソフト化していることが導き出せた。

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