2001 Fiscal Year Annual Research Report
STMの近接真空ギャップ中の電子定在波励起を利用した表面電界の研究
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12450022
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
富取 正彦 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (10188790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 豊子 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (20250235)
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / 電子定在波 / 真空ギャップ / 電界放射 / 表面電界 / 鏡映力表面状態 |
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| Research Abstract |
本研究では、超高真空STM(10^<-11>Torr)を基に、清浄表面を原子分解能で観察しながら、STM探針から電子を電界放射させ試料に照射する.STM探針に試料の仕事関数よりも高い負電圧を印加した場合、特定の条件下で試料表面近傍の真空ギャップ中に三角閉じこめ型ポテンシャルが形成され、その中で電子定在波が形成される.これは、電子が波動として急峻なポテンシャル変化で散乱され、位相が変化して三角ポテンシャル中で共鳴状態を形成しているともいえる.そごで微分コンダクタンス-印加電圧特性を測定すると、一連のピークが観察される.このピークの間隔は、試料近傍に拘束された電子定在波の特性を反映している.そのピーク間隔から表面電界を推量する手法を提唱した.探針を熱電界印加(T-F)処理すると、スペクトルの再現性が向上する.この探針処理技術をベースとして、電界放射電流を減少させても微分コンダクタンス・スペクトルのS/N比が劣化しない回路系を工夫し,2次元マッピングをおこなうためのハード・ソフトウェアを開発中である.
さらに高い負電圧を探針に印加すると、試料表面で散乱される電子は、弾性的であったり、非弾性的であったりする.非弾性の場合、表面・バルクのプラズモン損失、オージェ過程が支配的ある.これら散乱された電子のエネルギーを解析し、放射角依存を解析できる工夫をおこなった.探針-試料間の電界による電子軌道のずれを抑制するために、シールドの工夫もおこなった.今後、この状況下で微分コンダクタンス・スペクトルを取得し、弾性散乱過程としての定在波出現電位を調べる.
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