光電子回折による金属/絶縁体薄膜界面反応プロセスの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650886
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石井 秀司 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30251466)
• Keywords: 光電子回折 / 薄膜界面構造 / 化学状態 / 酸化物薄膜 / 構造解析 / シンクロトロン放射 / エピタキシャル薄膜 / 薄膜成長

Research Abstract

金属/絶縁体薄膜界面を含む種々の薄膜における界面反応を研究するために、いくつかの実験および検討を行った。昨年の検討の結果、第一候補のAl/SiO_2界面ではそれぞれの薄膜自身が秩序構造を保ちながら薄膜成長をしえないことが明らかになったために、本年度は下記のように、いくつかの薄膜界面において、その界面構造や界面反応過程を調べるための実験を行った。
1. Cu/Ge(111)系の界面構造(不整合構造での界面構造解析)
初年度に検討した不整合構造を持つCu/Ge(111)系についてその界面構造を調べた。Cuを2.0ML蒸着させた系では、ドメイン内でCuが2層構造を形成していることがXPEDにより明らかになった。この際にCuの最上層は0.6Å下方に緩和していることが詳細な解析の結果わかった。また、蒸着量を変化させた実験の結果、この系では初期からCuは2層構造で成長することが明らかになった。また加熱により形成したCuとGeと合金相についてRHEED、XPEDでの予備測定を行った。
2. CaF_2/Ge(111)系の界面構造(欠陥構造を伴う界面反応)
CaF_2/Ge(111)系では、最表面に電子線照射により生成した金属Ca層の構造を調べた。この系の構造を調べるために、シンクロトロン放射光を用いて、光電子回折の角度依存性やエネルギー依存性を測定した。またこの金属Ca層の酸化後の構造についても同様な測定を行った。
3. XPED測定の高速化の検討
界面反応を精度良くとらえるためには、従来の単純なplot by plotの測定法では不充分であることがわかった。そこで2次元同時検出システムによる光電子回折測定の高速化についての理論的・実験的研究を行った。また光電子のロスの少ない新しいタイプの電子レンズに対する理論的検討を行い、リアルタイム測定への予備検討を行った。

Research Products

• [Publications] Hideshi ISHII: "Surface Structure of Thin CaO Layers Formed on CaF_2(111)studied by Photoelectron Diffraction" J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.88-91. 545-549 (1998)
• [Publications] Shinji Omori: "“Disappearance of Element-Specific Kikuchi Bands from Fluoride Surfaces"" Journal of Vacuum Science and Technology. in press. (1999)
• [Publications] Shinji OMORI: "Reconstruction of the crystal structure by Kikuchi-band analysis in X-ray photo- and Auger electron diffraction" J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.88-91. 517-522 (1998)
• [Publications] Susumu SHIRAKI: "Design of Input Lens System for a 180° Deflection Toroidal Analyzer using Trajectory Simulation" J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.88-91. 1021-1026 (1998)
• [Publications] 白木将: 表面科学会誌. in press. (1999)