Si表面上に形成したIn原子鎖の相転移の研究

Phase transition of In atomic chains on Si(111) surface studied by RHEPD and STM

橋本 美絵; 深谷 有喜   ; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

Hashimoto, Mie; Fukaya, Yuki; Kawasuso, Atsuo; Ichimiya, Ayahiko

Si(111)-41-In表面は、表面上に形成される擬1次元物質として有名であり、120K程度で電荷密度波の形成を伴うパイエルス転移を起こすと考えられているが、低温相であるSi(111)-8'2'-In表面の原子配置がわかっていない。本研究では、最表面に敏感な反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、In/Si(111)表面からのRHEPD強度のロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度計算による解析から、相転移前後における擬1次元金属鎖の原子変位について報告する。41構造(293K)のRHEPDロッキング曲線の測定結果は、X線回折から決定されたジグザグチェーンから構成されていることを確認した。また、8'2'構造(60K)からのRHEPDロッキング曲線の測定を行い、理論的に考えられている8'2'構造を参考に解析を行ったところ、ヘキサゴン構造の理論値に近いモデルを得た。以上の結果から、120Kで見られる金属絶縁体転移は、In原子がジグザグ構造からヘキサゴン構造への原子変位に起因していることがわかった。さらに、RHEPDから決定した原子位置を用いてSTM像を第一原理的に計算し、STM像観察との比較から、擬1次元金属鎖の相転移について総合的に検証する。

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