反射高速陽電子回折によるK/Si(111)--B表面の構造と相転移の研究

Structure and phase transition of K/Si(111)-B surface studied by reflection high-energy positron diffraction

深谷 有喜   ; 望月 出海; 河裾 厚男

Fukaya, Yuki; Mochizuki, Izumi; Kawasuso, Atsuo

高濃度B原子ドープSi(111)表面上へのK原子吸着により発現するK/Si(111)--B表面は、モット絶縁体表面の典型例として知られている。最近この表面が、270K以下で構造に相転移することが報告され、バイポーラロンを生成する絶縁体表面の可能性が示唆されている。これまでに、K/Si(111)-B表面の電子状態は詳細に調べられているが、原子配置は実験的に決定されていない。本研究では、モット絶縁体表面の原子配置を決定するために、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、K/Si(111)-B表面から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解析を行った。測定したロッキング曲線には、全反射領域の1.3付近において、K原子の吸着により発現したディップ構造が明瞭に観測された。さらに、K原子を吸着する前のロッキング曲線と比較すると、111ブラッグ反射のピーク位置が低角側に大きくシフトしていることがわかった。この結果から、K原子からSi(111)--B基板への電荷移動により、結晶のポテンシャルが大きく変化したと考えられる。講演では、強度解析により決定したK原子の原子配置と-構造相転移に伴う原子変位についても報告する。

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