2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11440090
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
村田 好正 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (10080467)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 浩二 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20183139)
山田 千樫 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70037266)
重成 武 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (90017335)
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| Keywords | アルミナ / シリカ / 単結晶酸化物薄膜 / 金属単結晶基板 / 多体効果 / 層状成長 / 白金超薄膜 / 一酸化炭素吸着 |
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| Research Abstract |
昨年度にα-Al_2O_3/Ru(0001),SiO_2/Ni(111)の、金属単結晶清浄表面を基板とする高品質の酸化物単結晶薄膜を、5〜40Åの任意の厚さで作製した。そして酸化膜厚が薄くなるにつれて酸化膜のバンドギャップが狭くなるという、一見すると常識に反する実験結果を得ている。これは電子系の多体効果で説明できる。
バルクの酸化物単結晶表面では遷移金属は島状に結晶成長することが知られている。バンドギャップが狭くなる現象が多体効果に起因すると、金属上の酸化物単結晶薄膜を基板に、遷移金属が層状成長する可能性がある。それぞれ9、40Å酸化膜厚のα-Al_2O_3/Ru(0001)、SiO_2/Ni(111)を基板としてPt原子を蒸着したところ、層状成長し、それぞれ1、5原子層のPt金属超薄膜が作製できた。これまでにバンドギャップが広い絶縁体上に5原子層以下の遷移金属超薄膜を作製した例はない。走査トンネル分光法(STS)による測定結果は金属性を示している。またこの金属膜は準安定状態にあり、高い局所電場を印加すると、クラスター化する。このPt超薄膜にCOを飽和吸着させ、反射吸収赤外スペクトルを観測したところ、Pt超薄膜の特異な電子物性を反映した、Pt(111)上の吸着COとは大きく異なる、結果が得られた。
SiO_2/Ni(111)について高輝度の放射光を用いた微小角入射X線回折(GIXD)の詳細な測定をし、基板に整合した立方晶の結晶性がよい単結晶膜ができているという結果を得た。また界面に膜厚10Å程度のニッケルシリサイドの、複雑なバッファー層が存在することが判明した。この界面物質の結晶形、結晶の配列を決定するため、放射光の白色X線を用いた微小角入射のラウエパターンの測定を試み、よいパターンが得られた。これは始めての測定例である。そしてモザイク構造の多結晶が生じていることが判明した。
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[Publications] M.Okada: "Hot-Atom Mechanism in Hydrogen Exchange Reaction on the Ir {100} Surface"Chem.Phys.Lett.. 323・5-6. 586-593 (2000)
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[Publications] K.Fukutani: "Electronic Structure of a Pt-Ge Surface Alloy"Surf.Sci.. 464・2-3. 48-56 (2000)
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[Publications] Y.Murata: "Electronic Property of Thin Single-Crystal Films of α-Al_2O_3 on Ru (0001)"J.Phys.Soc.Jpn.. 70・3(印刷中). (2001)
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[Publications] G.Herrmann: "Scattering of Hyperthermal Reactive and Non-reactive Ions from Pt (111)"J.Chem.Phys.. 114・15(印刷中). (2001)
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[Publications] Y.Murata: "Layer Growth of Pt on α-Al_2O_3/Ru (0001)"Surf.Sci.. (印刷中). (2001)
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[Publications] S.V.Dmitriev: "Simulation of Modulated Structures in Quartz"J.Phys.Soc.Jpn.. 70・1. 428-436 (2001)
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[Publications] Y.Murata ed.: "VASSCA-1 Proceedings of the First Vacuum and Surface Science Conference of Asia and Australia"North-Holland. 843 (2001)
