共鳴核反応を用いた表面層水素原子の高分解能深さ分析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555001
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 村田 好正 東京大学, 物性研究所, 教授 (10080467)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福谷 克之 東京大学, 物性研究所, 助手 (10228900) ; 藤本 光一郎 工業技術院 地質調査所, 主任研究員 ; 小林 紘一 東京大学, 原子力研究総合センター, 助教授 (70108637) ; 小牧 研一郎 東京大学, 教育学部, 教授 (40012447) ; 寺倉 清之 産業技術融合領域研究所, 主席研究官 (40028212)
• Keywords: 表面水素の検出 / 共鳴核反応 / 高分解能深さ分析 / 単色性高エネルギービーム / タンデム型加速器 / 界面水素 / 負イオンビーム

Research Abstract

タンデム型イオン加速器が完成し、その調整段階に入っている。しかし残念ながら順調に稼働する状況にはない。一方、本試験研究で製作してきた、表面水素原子の高分解能深さ分布を測定する、差動排気システムを含む超高真空装置、試料冷却機構、試料作成のための表面分析システムや高性能水素原子ビーム源、γ線の検出を含む計測システムは完成させた。そしてテストも修了している。
加速器の試用開始と共に始めた^<15>Nビームの整備は、新加速器に設置されたイオン源の一つである気体放電によるアルファトロスでは、目的とする輝度の^<15>N^<2+>ビームは得られないことが判明した。NH_2^-の負イオンビームの目的とする強度は得られたが、放電部の体積が大きいため輝度としては不十分で、単色化した十分な強度の^<15>N^<2+>ビームは得られなかった。そこで固体イオン源、ハイコネックスを用いることにした。固体試料として^<15>で置換したカルシウムシアナミドCaC^<15>N_2を用いて、負イオンC^<15>N^-を発生させた。この場合、N^<2+>を生じる際に、クーロン・エックスプロ-ジョンなどにより大きなエネルギー広がりを生じる。しかし大強度のイオンビームが発生できるので、分析電磁石の出口スリットを2段に改造することで、スリットフィードバックスシステムも働き、所期の強度と単色性の^5N^<2+>ビームが得られた。
Si(111)を水素原子で飽和させ、そこにPb原子を蒸着すると、デルタドープした水素原子層ができると期待できる。またNi(111)に50Kで水素原子ビームを入射させると、サブサーフェースに水素原子が入り込む。これらの系で水素原子の高分解能深さ分析を行う。

Research Products

• [Publications] M.Tsunoda,et al.: "The Behavior of Hydrogen on Ag-Deposited H/Si(111)and H/W(001)Using a Resonance Nuclear Reaction" Formation of Semiconductor Interface,Ed.by B.Lengeler et al.162-165 (1994)