1991 Fiscal Year Annual Research Report
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02555009
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西川 治 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (10108235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 雄一 日立製作所, 機械研究所, 主管研究員
富取 正彦 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助手 (10188790)
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| Keywords | 極高真空 / 電界放射 / 電界放射型極高真空計 / 映像型ファラディ-ケイジ |
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| Research Abstract |
電界放射とは、金属や半導体の表面に〜0.5V/Aという高電界が印加されると、表面内の電子がトンネル抜けして外部に放射される現象を言う。この現象の特性の一つは、トンネル電流が放射面の状態により、極めて敏感に大きく増減する事である。そこで、本研究では、真空中の残留ガスの放射面への吸着による放射電流の時間変化率から真空度が測定できる極高真空計を開発する事が目的であり、電界放射面としては、電界放射顕微鏡(FEM)の針状試料の先端の半球面を用いる。
本研究では、(1)既存の真空装置を改善し、到達真空度を10^<‐11>Torrから10^<‐13>Torrまで上げる事、(2)単一の針を真空装置内に装着し、真空度と放射電流との相関を明らかにする事、(3)針に用いる金属の放射特性の差異を調べる事、(4)単一の針の放射特性が明らかになると、針の数を順次増やし真空計の感度を上げる事、(5)放射電流を効率よく精密に測定できる方式を開発する事、等の研究項目が計画された。
項目(1)については、既存の真空チャンバ-に高排気容量のイオンポンプを装着したが、10^<‐11>Torr以上の真空度は得られなかった。真空チャンバ-内面を金の薄膜で清浄化する必要があると考えられる。項目(2)については、10^<‐8>Torrから10^<‐11>Torrまでの真空内で、単一の針から放射される電流の吸着による変化と揺らぎが測定され、放射電流の変化率が真空度と比例する事が確認された。項目(3)では、放射面を吸着に活性なWから不活性なIrに換え、放射面としては、電流変化の大きいWが望ましいとの結論が得られた。項目(4)については、項目(5)の研究を先行させなければならないので、現時点では有意な結果を得るに至っていない。項目(5)では、電流を測定するために映像型ファラディ-ケイジが開発・作製された。この方式利点は、複数の針からの放射電流が測定出来る点にあり、現在その特性の評価を進めている。
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[Publications] O.Nishikawa,H.Koyama,M.Tomitori and F.Iwawaki: "Tunneling Characteristics of Silicon Covered Molybdenum Tip Apex" J.Vac.Sci.Technol.B. 9. 789-793 (1991)
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[Publications] O.Nishikawa,M.Tomitori and F.Iwawaki: "Atomic Configuration of Tip Apexes and Scanning Tunneling Microscopy-Spectroscopy" Materials Science and Engineering. B8. 81-97 (1991)
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[Publications] F.Iwawaki,M.Tomitori and O.Nishikawa: "STM Study of Epitaxial Growth of Ge on Si(001)" Surf.Sci.Lett.253. L411-L416 (1991)
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[Publications] F.Iwawaki,M.Tomitori and O.Nishikawa: "STM/STS Observation of Step Structures of Si(001) and(111)Surfaces" J.Vac.Sci.Technol.B. 9. 711-715 (1991)
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[Publications] O.Nishikawa,H.Koyama and M.Tomitori: "Work Function,Field Emitted Electron Energy Spectrum and Surface Composition of Silicon Covered Molybdenum" Surf.Sci.246. 201-204 (1991)
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[Publications] O.Nishikawa,M.Tomitori,F.Iwawaki and N.Hirano: "Correlation between Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy Images and Apex Profiles of Scanning Tips" J.Vac.Sci.Technol.B. 8. 421-424 (1990)
