Structure determination of two-dimensional atomic sheet of silicene using total-reflection high-energy positron diffraction

全反射高速陽電子回折による二次元原子シートのシリセンの構造決定

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

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

グラフェンのシリコン版であるシリセンは、ディラックコーンのような興味深い物性を発現する可能性から、次世代の電子デバイスの新素材として注目されている。シリセンのディラックコーンの分散は、グラフェンとは異なり、そのバックリングの大きさや基板との間隔により大きく影響を受けることが理論的に示されている。最近、Ag(111)表面上でシリセンの合成の成功が報告された。しかし、シリセンの原子配置は実験的に確かめられていなかった。本研究では、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)を用い、Ag(111)表面上のシリセンの構造を決定した。TRHEPD法は、陽電子の全反射を利用する表面敏感な手法である。全反射領域では、陽電子ビームの侵入深さは1-2原子層に相当する。したがって、TRHEPD法は基板上に保持した二次元原子層の構造決定に有用である。動力学的回折理論に基づくロッキング曲線の解析から、シリセンにおけるバックリングの存在(0.83A)を実験的に確認した。さらに、シリセンと基板との間隔を2.14Aと決定した。したがって、シリセンはグラフェンとは異なりバックリング構造を持つことが確かめられた。

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