Total-Reflection High-Energy Positron Diffraction (TRHEPD) for surface studies

全反射高速陽電子回折(TRHEPD)による表面研究

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

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

陽電子はプラスの電荷をもつため、結晶ポテンシャルから反発力を受ける。これは、ある角度以下で結晶表面に入射すると全反射が起こることを意味する。たとえば10keVの陽電子ビームがSi表面に入射する場合、全反射の臨界角はになる。全反射条件下では、陽電子ビームの侵入深さは0.5nm以下である。したがって、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)を使うと、バルクからの影響なしに、最表面の構造と物性を検出することができる。最近、高エネルギー加速器研究機構低速陽電子実験施設で開発された輝度増強高強度陽電子ビームを用いて、全反射条件下のTRHEPDパターンが最表面構造の情報だけを確かに含むことが示された。これまでにTRHEPD法を用い、表面相転移や表面デバイ温度など様々な結晶表面構造や表面物性も決定してきた。これは、TRHEPD法ではバルクの影響なしに表面デバイ温度を決定できるからである。また、Si(111)-()表面合金のような複雑な表面構造においても、原子配置の決定における本手法の有用性を示した。

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