全反射陽電子回折法による結晶最表面の原子配列の観測

Observation of atomic configuration of topmost surface layer using total reflection positron diffraction

深谷 有喜   ; 望月 出海*; 前川 雅樹; 和田 健*; 兵頭 俊夫*; 河裾 厚男

Fukaya, Yuki; Mochizuki, Izumi*; Maekawa, Masaki; Wada, Ken*; Hyodo, Toshio*; Kawasuso, Atsuo

反射高速陽電子回析(RHEPD)は、結晶の最表面に極めて敏感な手法である。これは、陽電子がプラスの電荷をもつことにより、結晶ポテンシャルが障壁として働き、低視射角入射で全反射を起こすためである。これまで陽電子線源を用いたRHEPD実験を行い、表面研究におけるRHEPD法の有用性を実証してきた。最近われわれは、本手法を高度化させるため、電子線形加速器ベースの高強度・高輝度RHEPD装置を開発した。今回新しく開発したRHEPD装置を用いて、Si(111)-77清浄表面からの全反射陽電子回析パターンを測定したところ、強度が弱い高次ラウエゾーンの分数次スポットを明瞭に観測することに成功した。これらの分数次スポットの強度分析は、Si(111)-77表面の最表面原子であるadatomの原子配置のみを考慮し、動力学的回析炉論に基づいて計算した回析パターンによってよく再現できる。さらに同じadatomでも、ランプリング構造を仮定した場合が実験結果とより一致することがわかった。したがって、全反射陽電子は結晶の最表面を選択的にプローブすることが可能であり、より少ないパラメーターで精度の高い最表面原子の原子配置の決定が可能である。

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