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7表面への酸素分子の吸着ダイナミクス吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
これまでSi(111)-77表面へのO
吸着に関して、室温での初期吸着確率と飽和吸着酸素量の入射運動エネルギー依存性から吸着ダイナミクスを議論してきた。今回、初期吸着確率の表面温度依存性を調べたので報告する。前駆的吸着状態を経由した吸着過程と考えられる0.06eVでは、初期吸着確率が表面温度の上昇とともに小さくなるなど、入射運動エネルギー依存性と矛盾しない吸着メカニズムに関する結果を得た。
7表面への酸素分子の室温吸着過程の放射光光電子分光によるリアルタイム観察; O1s及びSi2pの時間変化及びその相関吉越 章隆; 寺岡 有殿
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Si(111)-77表面へのOの室温吸着に関して、初期吸着確率,飽和吸着量,準安定吸着酸素分子の入射運動エネルギー依存性を報告してきた。初期吸着ダイナミクスは明らかになりつつあるが、飽和吸着に至るまでの吸着状態の時間変化は不明である。ガス吸着条件(0.03eV)のO1s及びSi2pの内殻準位シフトの時間変化を調べた結果、吸着状態の時間変化に密接な相関があることを見いだしたので報告する。
橋本 美絵; 深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
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Si(111)-41-In表面は、表面上に形成される擬1次元物質として有名であり、120K程度で電荷密度波の形成を伴うパイエルス転移を起こすと考えられているが、低温相であるSi(111)-8'2'-In表面の原子配置がわかっていない。本研究では、最表面に敏感な反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、In/Si(111)表面からのRHEPD強度のロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度計算による解析から、相転移前後における擬1次元金属鎖の原子変位について報告する。41構造(293K)のRHEPDロッキング曲線の測定結果は、X線回折から決定されたジグザグチェーンから構成されていることを確認した。また、8'2'構造(60K)からのRHEPDロッキング曲線の測定を行い、理論的に考えられている8'2'構造を参考に解析を行ったところ、ヘキサゴン構造の理論値に近いモデルを得た。以上の結果から、120Kで見られる金属絶縁体転移は、In原子がジグザグ構造からヘキサゴン構造への原子変位に起因していることがわかった。さらに、RHEPDから決定した原子位置を用いてSTM像を第一原理的に計算し、STM像観察との比較から、擬1次元金属鎖の相転移について総合的に検証する。
成田 あゆみ; 本田 充紀; 平尾 法恵*; 馬場 祐治; 矢板 毅
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極低温において固体表面に吸着した分子に、放射線を照射したときに起こる反応は、衛星表面上などで実際に起こっている反応の一つであり、生体分子や有機分子などの大きな分子が生成する過程の一つとして重要と考えられている。本研究では、Cu(110)表面にメタン分子を厚みを正確に制御して吸着させ、0.1
10keVのHe+イオンビームを照射したときに脱離するイオンについて調べた。単分子層ではモノマーイオン(CHx+)のみの脱離が認められた。これより、モノマーイオンは1電子励起によるクーロン反発力で脱離すると考えられる。一方多分子層では、n=20までのクラスターイオン(CnHx+)の脱離が観測されるとともに、質量数26のアセチレンイオンが観測されたことから、イオンビーム照射によって分子量の大きい新たな分子が生成されていることがわかった。脱離強度の膜厚依存性の結果から、クラスターイオンは吸着分子層内部での原子核衝突により引き起こされる高密度の電子励起によって脱離することを明らかにした。
深谷 有喜; 橋本 美絵; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
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本研究では、結晶表面における陽電子ビームの非弾性散乱過程を調べるために、エネルギー分析器を製作した。製作したエネルギー分析器は、静電型の円筒レンズと障壁グリッドから構成されている。円筒レンズを用いることにより、陽電子ビームの透過強度の減少の原因となるグランドメッシュを取り除き、透過強度の増大と分解能の向上を図った。ビーム軌道のシミュレーションでは、回折ビームが障壁グリッドに対して垂直に入射することを確認した。製作したエネルギー分析器を用いて、7kVに加速した陽電子ビームのエネルギー分析スペクトルを測定したところ、阻止電圧7kV近傍で入射ビームの透過強度が急激に減少し、この分析器が表面プラズモンと体積プラズモンが分離可能な分解能を持っていることを確認した。講演では、エネルギー分析器の分解能試験と全反射条件下におけるSi(111)-77清浄表面からのエネルギー分析スペクトルの測定結果について報告する。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
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本研究では化学反応における電子移動や構造変化などの動的過程を観測するために、時間分解蛍光X線スペクトル測定システムの構築を行っている。そのためのパルスX線源として開発した超短パルスレーザー駆動X線管のX線パルス特性を評価し、そのX線発生機構を詳しく調べた。その結果、開発したレーザー駆動X線管では、駆動レーザーフルエンスが低い場合、陰極での電子発生は光電効果に因るのに対し、フルエンスが高ければ陰極で生じるプラズマ電子がX線発生に寄与することがわかった。また、フルエンスを上げることでX線が高輝度化するとともに、パルス時間幅は大きく広がった。さらに、高フルエンスの際に陰極で発生するレーザープラズマの状態を、発光スペクトルを通して観測したところ、プラズマ電子数が電極電圧によって増幅される効果が見られた。また、開発中のX線分光システムにおいては、LiF結晶及びX線CCDを用いてX線源のCuK
線を分光し、6eV以下の分解能を得た。
本田 充紀; 馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵*; 成田 あゆみ; 関口 哲弘
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近年、金属分子接合として用いられる金-イオウの結合は、実はその特異な結合を示すメカニズムについては未だ解明していない。今回、この金-イオウの特異な結合状態について、SH結合があるアミノ酸とSH結合をもたないチオフェンを用いてX線光電子分光法及びX線吸収微細構造法により表面吸着分子の電子構造を解析した。イオウの電荷が一般的なイオウ化合物(例えばMoS)のマイナス2価の電荷ではなくて、プラス6価の電荷をとることによって、イオウ原子から金表面へ電子移動が起こっていることを解明した。この結合はSH結合を持たないチオフェン分子では確認できない。また官能基を持たないチオール分子でも確認できないことから、特異な結合は官能基の影響によることも示唆され特異な結合であることがわかった。
2単一ドメイン表面の作製山田 洋一; Girard, A.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 社本 真一
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Si(110)表面は近年新ためて研究が展開しつつある。しかしSi(110)は、Siのその他の低指数面と比べて研究例が圧倒的に少なく、基礎物性の理解が進んでいない。この要因の一つに、よく定義された清浄表面を再現性よく準備することが困難であったことが挙げられる。Si(110)表面には、162と呼ばれるストライプ状の再構成構造が存在する。通常の清浄表面は複雑な多ドメイン形状をとる。本研究では、表面原子のエレクトロマイグレーションにより、表面の再構成列を一方向に揃えることでSi(110)清浄表面をよく定義された単一ドメイン構造にすることが可能となった。作製された単一ドメインは少なくとも数十
m四方に及ぶ均質な一次元構造を有することがわかった。162再構成構造のストライプは単原子ステップと等価であることから、これをテンプレートとした原子・分子ナノワイヤーの作製の可能性が示唆される。また、Si(110)単一ドメインには、二次元カイラリティが導入され、その制御が可能であることも示した。これは本表面上での不斉分子の反応研究の可能性を示唆するものである。
朝岡 秀人; 山崎 竜也; 社本 真一; Alguno, A.*; 後藤 成一*; 末光 眞希*
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Ge/Siのヘテロ成長はその格子定数のミスマッチからストレスが発生し、そのストレスは半導体特性や、ナノドット成長機構に大きな影響を及ぼす。また表面ダングリングボンドにより再構成された表面構造は独自のストレスを示すと考えられる。われわれは原子層オーダーの成長過程でストレスのその場測定を行い、ナノドット成長モードの変化に伴う明確なストレス緩和過程と、再構成表面の変化に伴うストレス遷移を見いだした。