反射高速陽電子回折を用いたSn/Ge(111)表面構造相転移の研究

Structural phase transition of Sn/Ge(111) surface studied by reflection high-energy positron diffraction

深谷 有喜   ; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

Fukaya, Yuki; Kawasuso, Atsuo; Ichimiya, Ayahiko

Sn/Ge(111)表面は220Kで33(低温相)から(高温相)への相転移を起こす。初期の研究では、この相転移が電荷密度波の形成を伴った2次元系のパイエルス転移と報告された。しかしその後、Sn原子が異なる2つのサイトを熱的にホッピングするモデルが考えられ、この表面は現在まで論争が続いている2次元金属系の1つである。本研究では、相転移に伴う表面構造変化を調べるために、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、Sn/Ge(111)表面からのRHEPD強度のロッキング曲線と温度依存性の測定を行った。110Kと室温で測定したロッキング曲線は、非常に似た形状をしており、動力学的回折理論に基づく強度解析の結果、両者の表面構造は同一であると結論できた。また温度依存性に関しては、220K以下で温度が下がるにつれて強度が減少する、通常のデバイワーラー因子の効果とは逆の変化が見られた。この特異な変化は、Sn原子に起因したフォノンがソフト化することにより説明できる。したがって、Sn/Ge(111)表面は220 Kで単純な秩序・無秩序相転移を起こすのではなく、フォノンのソフト化を伴った相転移であると考えている。

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