高輝度反射高速陽電子回折を用いたAg(111)薄膜表面上のBi, Pb原子位置のAg膜厚依存性の研究

Ag thickness dependence of adatom height for Bi, Pb/Ag(111) surface studied by high brightness reflection high-energy positron diffraction

深谷 有喜   ; 松田 巌*; 前川 雅樹; 和田 健*; 兵頭 俊夫*; 河裾 厚男

Fukaya, Yuki; Matsuda, Iwao*; Maekawa, Masaki; Wada, Ken*; Hyodo, Toshio*; Kawasuso, Atsuo

Ag(111)表面上に1/3原子層のBi又はPb原子が吸着した構造は、ラシュバ効果により200meVの巨大なスピン分裂幅を持つため、最近注目を集めている表面合金である。最表面の重元素の高さとスピン分裂幅との関連が理論的に示唆されているが、最表面重元素の原子位置が不明であるため、この関連は明らかになっていない。本研究では、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、さまざまな膜厚を持つPb/Ag(111)薄膜表面からの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解析から、Pb原子の表面垂直位置のAg膜厚依存性について調べた。Si(111)表面上にさまざまな膜厚のAg単結晶薄膜を作製し、Pb原子を1/3原子層吸着させたAg(111)--Pb表面からのRHEPDロッキング曲線を測定したところ、Ag薄膜の膜厚の増加に伴い、全反射領域のピークの形状がシャープになることがわかった。動力学的回折理論に基づく強度解析から、Ag薄膜の膜厚に応じてPb原子の表面垂直位置がシフトしていることがわかった。角度分解光電子分光による表面電子バンド構造の測定結果においても、Ag薄膜の膜厚に依存した系統的な変化が観測された。これらの結果から、最表面重元素の高さとスピン分裂幅に相関があると考えられる。

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