2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12650030
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
渡鍋 文哉 九州大学, 工学研究院, 講師 (30264063)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本岡 輝昭 九州大学, 工学研究院, 教授 (50219979)
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| Keywords | Field Emission / Silicon / Surface Diffusion / Ultra-fast phenomena / Surface Dynamics |
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| Research Abstract |
本研究においては、以下の二つの実験を行った。
FFECによりシリコン単結晶チップからの電界放射線を超高速時間分解する実験を行った。時間分解能は4ピコ秒程度まで可能となった。これは、チップ先端での表面原子集合の揺らぎを観察する事は可能な領域に達している。電子数が不足するため、この速度では通常の強度変動の変化による原子振動の解析は不可能である。やや遅い時間分解能(〜30ps)でのシグナルをフーリエ変換することにより、1-2ギガヘルツ程度の振動数が多く観察されることが判明した。しかし、電流量が低すぎて、電子強度の変動により表面ダイナミックスが解明不可能であっても、逆に、電子一個々々をカウントし、その放射間の待ち時間を解析することにより、表面で起こる現象の観察が可能であることを示した。これは、安定した表面からトンネルする電子間の時間を累計すると、その時間分布は指数関数で衰退するポワッソン分布となるべきである。我々の最速での実験(時間分解能:4ps)をこの方法で分析すると、表面での原子挙動を反映した振動シグナル(周期:27ps)が指数関数と共に存在することを発見した。この方法により、2桁以上の時間分解能の向上につながることが証明された。又、電子伝導率の低い半導体や吸着エネルギーの低い物理吸着をした系でも超高速で表面吸着子の挙動が観察可能になると推測される。現在、以上の実験結果のモンテカルロシミュレーションを行い、ノイズと検出可能な真のシグナルとの比を推定している。この方法により、我々が検出したシグナルがノイズである可能性は6.3x10^<-5>以下である事が判明した。
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[Publications] S.Hirayama, F.Watanabe, T.Takahashi, T.Motooka: "Field emission current from Si tip : ultra-fast time resolved measurements"Surface Science. (to be published). (2002)
