Surface-structure sensitivity of total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD)

全反射高速陽電子回折(TRHEPD)の表面構造敏感性

兵頭 俊夫*; 深谷 有喜   ; 望月 出海*; 前川 雅樹; 和田 健*; 設楽 哲夫*; 一宮 彪彦*; 河裾 厚男

Hyodo, Toshio*; Fukaya, Yuki; Mochizuki, Izumi*; Maekawa, Masaki; Wada, Ken*; Shidara, Tetsuo*; Ichimiya, Ayahiko*; Kawasuso, Atsuo

全反射高速陽電子回折(TRHEPD)は、反射高速電子回折(RHEED)の陽電子版である。高エネルギー加速器研究機構低速陽電子実験施設では、輝度増強された高強度陽電子ビームを用いたTRHEPDステーションが稼働している。TRHEPD法は、1992年に提唱され、1998年に実証された。全ての固体中の陽電子の平均ポテンシャルエネルギーはプラスであるため、ある臨界角以下の視射角で結晶表面に入射した陽電子は全反射される。この特徴により、陽電子回折が結晶表面の最上層に極めて敏感な手法となる。本研究では、全反射の臨界角以下の視射角でSi(111)-再構成表面において計算したTRHEPDパターンが、アドアトムと第一層の原子のみを考慮して計算したものと本質的に同じであることを示す。また、臨界角をわずかに超えた視射角で計算したTRHEPDパターンは第二層までの原子を含んだ計算と本質的に同じであることも示す。これは、臨界角以下の角度から視射角を増加させながら回折パターンを測定すると、最表面層から下層の原子までの情報を順々に得ることができることを意味する。特筆すべきことは、これらのTRHEPDパターンは、バルク原子から派生するバックグランドを含まないことである。

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