原子層で制御された電析金属膜の反射電子顕微鏡法による研究

• Project/Area Number: 02254214
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 林 安徳 九州大学, 工学部, 教授 (80010940)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 常光 幸美 九州大学, 工学部, 助手 (40211974) ; 増田 正孝 九州大学, 工学部, 助教授 (40165725)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1990: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 積層膜 / 電解析出 / 結晶成長 / 反射電子顕微鏡

Research Abstract

原子層のオ-ダ-で制御された積層電析膜を作ることを目的として、種々の条件で電解析出を行った試料を反射電子顕微鏡法により観察して、電解条件と析出膜の形態を比較した。先ず観察に便利な下地金属として白金の単結晶球を作った。良く発達した白金の(111)面を観察して表面ステップの形状を明らかにした。電析は白金上への銅について行ない、電極電位と電流の電気化学的測定から、銅の析出と溶解の特性を把握した。特に電析した銅の量を測定するために、電位走査によるアノ-ド脱離の特性を明らかにした。電析形態の観察は、白金表面上の銅の被覆率が単原子層以下、1〜2原子層、4〜5原子層となる3種類の試料について行った。できるだけ平坦な電析膜となるように、電位あるいは電流を制御して電析を行い、目的とする析出量となる一定のカソ-ド電気量のところで電解を中止して、試料の汚染に注意をはらい、速やかに電子顕微鏡観察に供した。反射電子顕微鏡観察の後、電解液中で電位を貴に走査して、アノ-ド脱離を行い、電顕観察をした試料上の銅の量を算出した。一原子層以下の析出膜(吸着原子層)を作るには、いわゆるアンダ-ポテンシャル析出を利用した。銅の平衡電位より貴な電位での析出層の形成である。観察された表面には、銅のクラスタ-は見えず、下地の白金の表面ステップの形状が明瞭に観察された。一原子層以上で二原子層以下の場合は、表面ステップの形状に変化が見られる。析出した銅は多少クラスタ-形成の傾向をもつが、二次元的な析出層となっている。4〜5層析出させると、島状の銅のクラスタ-が、表面ステップのところに点々と観察される。このクラスタ-は半球状ではなく、円盤状である。現在の析出条件制御では、StranskiーKrastanov型の結晶化過程となっている。

Research Products

• [Publications] 常光 幸美、高田 佳明、林 安徳: "電析初期過程の反射電子顕微鏡法による研究" 九州大学超高圧電顕室研究報告. 14号. 75-76 (1990)