Study of Atomic Trapping Mechanisms on Silicon Surfaces

• Project/Area Number: 23K03270
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 須藤 彰三 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 特定教授 (40171277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川勝 年洋 東北大学, 理学研究科, 教授 (20214596) ; 冨田 知志 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 准教授 (90360594)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 原子トラップ / 表面拡散 / 温度可変型走査トンネル顕微鏡 / シリコン / 水素終端

Outline of Research at the Start

本研究では、温度可変型走査トンネル顕微鏡により、原子トラップ機構の解明と検証を行うこと、及び水素終端シリコン表面を用いた原子トラップ現象の探索を行うことを目的とする。はじめに、基板温度を10‐500 Kの範囲で変化させ、原子のホッピング運動を追跡し、シリコン表面における原子トラップの機構と原子ホッピングを行う表面ポテンシャルを明らかにする。次に、新たな原子トラップを探索するために、水素終端H:Si(110)-(1×1)表面の開発し、水素原子を引き抜くことにより原子トラップを形成する。これらの成果は、シリコン基板表面の単原子制御や金属ナノクラスター成長に新たな知見をもたらすものと期待される。