波長可変真空紫外レ-ザ-による半導体光励起プロセスの基礎応用過程の研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02253101
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土屋 荘次 東京大学, 教養学部, 教授 (40012322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗像 利明 理化学研究所, 研究員 (20150873)
• Keywords: VUVレ-ザ- / 光電子分光 / 顯微光電子分光法

Research Abstract

1.光励起プロセスに関わる反応ガスの真空紫外(VUV)領域の波長効果の測定に基づき、反応機構の分子レベルの解明を目標とし、121nm附近の波長可変VUVレ-ザ-光の開発およびその光解離反応への応用を行った。
Krを非線形媒質として2台の色素レ-ザ-の2光子共鳴4周波差混合によって121nmの附近で1nmの幅で波長可変なレ-ザ-光を発生させることに成功した。とくに,Arを混合させることにより出力を大幅に改善できることを見出した。このレ-ザ-光を用い、H原子をそのLymanーα遷移に基づく、レ-ザ-誘起蛍光の測定で高感度検出できることを実証した。アンモニアのA^^〜状態のU_2=1の準位から前期解離により生成したH原子のドップラ-の広がりの測定よりその並進エネルギ-の推定に成功した。この方法は、半導体プロセスの反応追跡に広い応用の可能性をもつものと期待される。
2.半導体表面の局部構造や表面反応を追究することを目的として、VUVレ-ザ-光を光源としたマイクロスポット光電子分光法の開発を行った。YAGレ-ザ-光の周波数てい倍で得られる118nmのVUVレ-ザ-光を試料面上の微小スポットに集光し、放出される光電子を飛行時間型エネルギ-分析器で検出した。試料上のマイクロスポットの位置を移動させ、表面の場所毎の光電子スペクトルを記録した。その結果、本装置では回析限界に近い空間分解能が得られることが確認された。VUVレ-ザ-光は指向性の高いコヒ-レント光であって、高い空間分解能を得るために本質的に重要である。開発した方法は、表面上での光化学反応の追跡に重要な役割を果すものと考えられる。