反射高速陽電子回折を用いたGe(001)表面上のPt吸着ナノワイヤーの相転移の研究

Phase transition of Pt adsorbed nanowire on Ge(001) surface studied by reflection high-energy positron diffraction

望月 出海*; 深谷 有喜   ; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 矢治 光一郎*; 原沢 あゆみ*; 松田 巌*; 和田 健*; 兵頭 俊夫*

Mochizuki, Izumi*; Fukaya, Yuki; Maekawa, Masaki; Kawasuso, Atsuo; Yaji, Koichiro*; Harasawa, Ayumi*; Matsuda, Iwao*; Wada, Ken*; Hyodo, Toshio*

Ge(001)表面にPtをサブモノレイヤー吸着させると、欠陥なしにサブミクロンの長さに達する1次元鎖構造が形成される。われわれは反射高速陽電子回折(RHEPD)法を用いて、この表面構造がNWモデルで説明されることを示してきた。一方で、表面に配列したGeダイマー原子鎖は、約80Kを境にパイエルス転移するとの報告があるが、その詳細は明らかではない。そこでRHEPD法と角度分解光電子分光(ARPES)法を用いて、1次元鎖の相転移について調べた。相転移前後において測定した一波条件のRHEPD回折強度は、35Kから室温への温度変化とともに上昇することが見いだされた。動力学的回折理論によるRHEPDロッキング曲線の解析から、この変化はGeダイマーが、表面垂直方向に傾いた非対称構造から、フラットな対称構造に変化することで説明されることがわかった。ARPES実験による表面電子バンドの分散関係からは、低温相においてバンドギャップが観測され、格子変位と電荷密度波形成がともに電子状態を安定化させていることが示唆された。これは相転移の駆動原理として格子変位とパイエルス転移が協奏的に作用する、新しい相転移現象として説明されるものと考えられる。

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