2000 Fiscal Year Annual Research Report
光奨励STMを用いた単一原子・分子レベルでの物性研究
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12305004
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
重川 秀実 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (20134489)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 晃司 筑波大学, 物理工学系, 助手 (30302392)
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| Keywords | STM / フェムト秒レーザー / 単一分子 / シェイカー法 / トンネル電流 |
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| Research Abstract |
光を用いた測定法は、広い周波数領域に渡る分光を可能にするだけでなく、フェムト秒レーザー技術の展開に見られるように、時間的にも極限領域の測定を可能にする。しかし、一般には、波長による空間的な分解能の制約を受けている。一方、走査トンネル顕微鏡(STM)及びその関連技術は、実空間で原子レベルの空間分解能を持つ非常に有用な手法であるが、外部回路の典型的な測定バンド幅は10kHz程度で、時間分解能は充分とは言えない。そこで、STMの空間的な分解能と光励起によるエネルギー及び時間領域での選択性・分解能を組み合わせることにより、これら両極限領域での物性研究の可能性を追求する試みを行った。
外部からSTMの試料-探針間のトンネルギャップに光照射して、光誘起されたトンネル電流を測定するには、試料・探針の熱膨張や探針からの電子放出などの影響が含まれることが大きな障害として存在する。これは、光の強度及びその時間変化が主な要因である。
本研究では、シェイカー法というレーザー測定技術の手法を導入し、従来の問題点を解決することに成功した。低温STMにフェムト秒パルスレーザーを組み合わせることにより、開発した装置の性能評価を行ったところ、時間分解能200fs、空間分解能〜nm、そして、トンネル電流の0.01%の変化を測定することが可能な装置であることが確認された。
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[Publications] J.Y.Park: "Modification of Surface-State Dispersion Upon Xe Adsorption iA Scanning Tunneling Microscopy Study"Phys.Rev.B. 62. 16341-16344 (2000)
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[Publications] K.Hata: "Hydrogen as the cause of step bunching formed on vicinal GaAs(001)"Jpn.J.Appl.Phys. 39. 4404-4407 (2000)
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[Publications] K.Hata: "How to fabricate a defect free Si(100) surface."J.Vac.Sci.. A18. 1933-1936 (2000)
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[Publications] T.Kaikoh: "Site preferences of oxygen and boron αtoms during dissociative reaction of HBO_2 molecules onto the Si(111)-7×7 surface"J.Vac.Sci.Technol.. A18. 1469-1472 (2000)
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[Publications] M.Ishida: "Comparison of the symmetry breaking in the surface molecular structures of one-two dimensional BEDT-TTF compounds."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 3823-3826 (2000)
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[Publications] K.Hata: "Origin, cause, and electronic structure of the symmetry dimers of Si(100) at 80 k"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 3811-3814 (2000)
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[Publications] H.Shigekawa: "The molecular abacus-STM manipulation of cyclodextrin necklace-"J.Am.Chem.Soc.. 122. 5411-5412 (2000)
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[Publications] M.Matsumoto: "Study of the adsorption structure of NO on pt(111) by STM"Surf.Sci.. 454/456. 101-105 (2000)
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[Publications] K.Hata: "STM and STS of type-c defect of Si(100) at low temperature"Surf.Sci.. 447. 156-164 (2000)
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[Publications] S.Yasuda: "STM on the formation of lipoamide-cyclodextrin monolayer on Au(111)"Appl.Phys.Lett.. 76. 643-645 (2000)
