Top most surface studies by total reflection positron diffraction

河裾 厚男; 石本 貴幸*; 深谷 有喜; 林 和彦; 一宮 彪彦

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 1, p.152 - 157, 2003/12

https://doi.org/10.1380/ejssnt.2003.152

反射高速陽電子回折は、新規的な表面解析プローブである。陽電子に対する結晶ポテンシャルは電子とは逆に正であり、ある臨界角度のところで入射陽電子は全反射する。陽電子エネルギーが10keV,結晶ポテンシャルが15Vとすると、この臨界角度は2となる。これは精密な回折強度解析を行うのに十分大きな値である。また、入射陽電子のエバネッセント波の侵入長は310であるので、全反射を使うことでバルクの影響なく表面の研究を行うことができる。われわれは、よく絞られた単色の陽電子ビームを形成し、初期に行った水素終端Si(111)表面の定量解析から、さらに特筆すべき成果を挙げた。本講演では、反射高速陽電子回折を用いた全反射強度解析によるSi(111)-77と酸素吸着したSiC(0001)表面の研究について報告する。前者では全反射強度分布が表面付着原子(adatom)の垂直座標に極めて敏感であることが見いだされた。そして、電子回折や第一原理計算で決定されている値と比べるとadatomは、真空側に約0.10.2ずれていることが判明した。また、後者では酸素吸着長が1.9と決定され、これも電子回折や理論的予測値よりも大きくなることがわかった。また、熱処理により酸素が脱離すると全反射領域の吸収ピークが消失することがわかった。以上のように、理論・実験を通じて陽電子回折の有用性が実証された。