バリスティック電子放射顕微鏡による金属半導体界面のエッジにおける電気的特性の測定

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555005
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 長谷川 幸雄 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80252493)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋詰 富博 日立製作所, 基礎研究所, 主任研究員 ; XUE Qikun 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90270826) ; 桜井 利夫 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20143539)
• Keywords: バリスティック電子放射顕微鏡 / 走査トンネル顕微鏡 / 金属半導体界面 / ショットキー障壁

Research Abstract

今年度には、バリスティック電子放射顕微鏡(BEEM)の設計およびその組立を行った。これまでのBEEMでは大気中あるいは液体窒素中で実験が行われており、そのため試料の清浄度の問題や表面の吸着物による影響が指摘されてきた。こうした点を避けるために、BEEMユニット全体を超高真空内に入れて研究を行う計画である。そのためのイオンポンプやターボポンプなどを真空系等の設計を行い、現在10^<-11>台の超高真空状態が得られる状態になっている。また試料処理・蒸着用のポートも作製しており、界面面積を小さくするためのマスウなども取り付けて、真空内で作製した試料をそのままBEEMに搬送して表面および界面の状態を原子レベルの分解能で観察出来るようになっている。除振対策に関しては除振台を超高真空内に組み込んだ形のものを採用し、コンパクトな本体となるようにした。またBEEMでは検出する電流が極めて微弱であり、そのノイズ対策が重要である。電流検出用のアンプを自作して真空内に入れ、試料からの距離を出来るだけ小さくしてノイズの影響を減らそうとしている。またBEEMスペクトラム読み込み用の波形記憶装置を設計しパーソナルコンピュータで制御することによって、測定の高速化・平均化を行い、他からのノイズを避けS/N比を高める工夫を行っている。現在STMを用いてその性能の確認を進めており、従来に比べ10倍ほど測定時間を短縮できさらにノイズも少ないことから、十分な効果があることが判ってきている。

Research Products

• [Publications] 長谷川幸雄: "バリスティック電子放射顕微鏡による界面の微視的研究" まてりあ(日本金属学会会報). 34. 848-851 (1995)
• [Publications] Y. Hasegawa: "Measurement of surface state conductivity using STM" Surface Science. (発表予定).
• [Publications] S. Kurokawa: "Measurement of tip-sample capacitance for Sisurface" Surface Science. (発表予定).
• [Publications] 長谷川幸雄: "STMを用いた点接触法による表面電気伝導の測定" 日本結晶学会誌. 37. 251-257 (1995)