ヘリウムビームによる反応表面構造解析装置の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07504008
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 楠 勲 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (30025390)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ランゲ ハイコ 東北大学, 科学計測研究所, 助手 ; 高岡 毅 東北大学, 科学計測研究所, 助手 (90261479)
• Keywords: 分子線 / ヘリウム回折 / 表面構造 / 表面反応

Research Abstract

本年度はこれまでの分子線実験の経験を生かし、表面研究用の分子線装置を設計し、アユミ工業(株)で製作を行った。この装置では、表面反応や分子線エピタキシ-で作成される表面の構造をヘリウムビーム散乱を用いて、その場で観測できるようにするのが目的である。そのために、三段に差動排気した真空装置を用い、並進速度と方向性のよく整った分子線を作成して試料表面に照射出来るようにし、表面から散乱した分子線を角度分解してSN比良く測定するために、質量分析管をターボ分子ポンプで二重に差動排気して試料の周りを超高真空を保ちながら回転できるようにした。さらに、分子線の散乱実験では、表面位置や結晶方位の制御、温度(低温から高温まで)の制御、表面の清浄化などの操作が重要なので、我々が開発した超高真空用ステッピングモーターを用いた超高真空用ゴニオメーターを新たに開発し、実験の自動化、高精度化を試みた。試料導入は真空を破らずに行えるように、ロードロック方式を採用した。分析室は上下二段にし、上段では低速電子回折装置(LEED)とオージェ電子分光装置が取り付けられるようになっており、表面構造と表面の清浄さ、化学状態などが分析できるようになっている。また試料表面の清浄化のために、イオンスパッタリングや高温加熱が出来るようになっている。下段はヘリウムビームや反応性ガスビームの散乱実験に加えて、表面に吸着した分子状態を分光学的に研究するために、フーリエ変換赤外分光装置が将来取り付けられる製作した。
現状は装置の製作がようやく完了した段階であり、装置の調整や最終的な環境整備は次年度に繰り越された。

Research Products

• [Publications] 楠 勲: "表面における分子線散乱" 表面科学. 16. 587-591 (1995)
• [Publications] T. Takagaki et al: "XPS study of the reaction of the Si(100)surface with a C_2H_4 beam" Applied Surface Science. (印刷中).
• [Publications] T. Takaoka et al: "Observation of C(4×4)LEED pattern induced by reaction of S_i(100)surface with C_2H_4" Surface Science. 347. 105-110 (1996)
• [Publications] I.Kusunoki et al: "S_iC alloy and S_iC_x layer formation on S_i(100) by reaction with a C_2H_4 beam" Silicon Carbide and Related Materials. (印刷中).
• [Publications] I. Kusunoki et al: "Photo dissociation and desorption of multilayer acetone on S_i(100)surface by 193nm laser irratliation" Surface Science. (印刷中).
• [Publications] 亀井信一,他: "飛行時間解析法によるアンモニアクラスターの生成過程に関する研究" 東北大学科学計測研究所報告. 44. 41-51 (1995)