1996 Fiscal Year Annual Research Report
走査プローブ顕微鏡を用いてナノ加工した半導体表面での光電極反応
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08218204
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
魚崎 浩平 北海道大学, 大学院理学研究科, 教授 (20133697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
叶 深 北海道大学, 大学院理学研究科, 助手 (40250419)
近藤 敏啓 北海道大学, 大学院理学研究科, 助手 (70240629)
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / GaAs / 表面原子像 / アノード溶解 / 光電気化学 |
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| Research Abstract |
本研究は面構造が規定された半導体単結晶表面を基板とし、その表面を走査プローブ顕微鏡システムを用いてnmスケールで加工する技術を開発するとともに、表面構造による反応性の違いを観察し、半導体の光電極反応を制御することを目的に行っている。本年度は半導体表面構造の安定性に及ぼす表面処理の効果を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて詳細に調べた。p-GaAs(100)を電解質溶液に浸漬し、わずかな還元電流が流れる電位領域に保持すると、表面酸化物が還元除去され、(100)(1×1)構造が原子分解能で観察できた。しかし、明瞭な原子像が観察される電位領域は使用する電解質溶液の種類によって大きく影響された。具体的にはHCl溶液中では比較的広い電位領域(アノード電流が流れはじめる電位より負)で原子像が観察されたのに対して、H_2SO_4溶液中では水素発生直前の電位では原子像が観察出来たもの、電位が正になると原子像はぼやけ、開回路電位付近では全く観察できなかった。これらの結果は表面ダングリングボンドの安定化が原子像の観察と密接に関連していることを示唆している。実際表面ダングリングボンドの安定化に有効であると考えられるS^<2->を含むNa_2S溶液中では幅広い電位範囲で非常に明確な原子像が観察され、この考え方が正しい事が確認された。これらの結果は表面反応性の制御という観点で非常に重要な結果である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] K. Uosaki: "Visible Electroluminescene from p-type Porous Silicon in Electrolyte Solution" J. Phys. Chem.100. 4564-4570 (1996)
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[Publications] K. Shimazu: "Formation and Characterization of Thiol-Derivatized Zinc (II) Porphyrin Monolayers on Gold" Thin Solid Films. 273. 250-253 (1996)
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[Publications] M. Koinuma: "Atomic Structure of Bare p-GaAs (100) and Electrodeposited Cu on p-GaAs (100) Surfaces in H_2SO_4 Solutions : An AFM Study" J. Electroanal. Chem.409. 45-50 (1996)
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[Publications] M. Koinuma: "AFM Tip Induced Selective Electrochemical Etching of and Metal Deposition on p-GaAs (100) Surface" Surf. Sci.357/358. 565-570 (1996)
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[Publications] T. Kondo: "Photoelectrochemical Characteristics of Self-Assembled Monolayer of Porphyrin mercaptoquinone Coupling Molecules" Thin Solid Films. 284. 652-655 (1996)
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[Publications] T. Kondo: "pH Dependent Photoinduced Electron Transfer at the Gold Electrode Modified with Self Assembled Monolayers of Porphyrin-Mercaptoquinone Coupling Molecule" J. Electroanal. Chem.(in press). (1997)
