全反射陽電子回折法による最表面原子配列の観測

Observation of atomic configuration of topmost surface by total reflection positron diffraction

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

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

正の電荷を持つ陽電子ビームを結晶表面に低視射角で入射させると、結晶ポテンシャルが障壁として働くため、全反射が起きる。そのため、反射高速陽電子回折(RHEPD)法では、バルクからの影響をほとんど受けない回折像が得られ、高精度な表面構造解析を実現できる。最近我々は、高エネルギー加速器研究機構において電子線形加速器ベースの新たなRHEPD装置を開発し、全反射条件下における鮮明な回折パターンの観測に成功した。本研究では、この新たな全反射陽電子回折(TRPD)法を、実際の表面構造解析に適用し、パターソン関数を用いて最表面原子の原子配置の導出を試みた。全反射条件で測定したSi(111)-表面からのRHEPDパターンをパターソンマップに変換したところ、原点の周りに6つの等価な輝点が観測された。これらの輝点は、アドアトムの原子間ベクトルによく対応する。一回散乱近似を用いて、仮想的にアドアトムのみを考慮に入れてパターソンマップを計算した。計算結果は、実験で観測された原点周りの輝点の分布をよく再現している。したがって、TPRDパターンのパターソン関数解析により、最表面原子の原子配列のみを実験結果から直接的に抽出できる可能性がある。

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