表面最外層領域で準安定原子・イオンにより誘起されたオージェ電子の回折と局所構造

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440098
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 西垣 敏 九州工業大学, 工学部, 教授 (60126943)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 健二 石川工業高等専門学校, 講師 (50249778) ; 内藤 正路 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60264131) ; NAZAROV Vladimir 東京大学, 物性研究所, 教授 (70315167)
• Keywords: 準安定原子脱励起 / イオン中性子 / 原子間オージェ遷移 / 表面電子分光 / 表面原子構造 / 表面電子系応答関数 / 表面プラズモン

Research Abstract

ヘリウム励起準安定原子He^*や正イオンHe^+が表面に接近すると、表面側の1電子軌道からHels軌道に電子が遷移し、同時に他の1電子が励起される。イオン中性化過程の場合にはこの後者の電子は表面数層の領域から発生すると考えられる。発生した電子はその近傍の原子ポテンシャルで散乱されて真空領域に放出される。放出電子強度の角度分布には表面最外原子層の局所構造による回折効果が反映されているはずである。本研究は、He^*,He-表面散乱に於けるオージェ電子放出スペクトルの角度依存性実験から表面局所構造情報を得る方法を開発することにある。本年度に得られた成果は以下の通りである。
1.酸素吸着Ni(110)2×1,3×1、表面からのヘリウム励起準安定原子誘起のオージェ電子スペクトルを測定した。LEEDによる広域原子構造変化(並行Ni-O-Ni原子鎖間の距離変化)と吸着酸素の2p電子軌道スペクトル変化の対応付けを行った。電子エネルギーアナライザーを導入して、02pとNi3dに関係したオージェ電子スペクトルピークについて、その放出強度方位角依存性を測定する装置の製作を行った。
2.励起原子(またはイオン)-表面散乱による電子放出が、上記の1電子pictureの枠内でおさまらず、高次のプロセスを経る可能性がある。そのためにも表面電子系の動的応答(プラズモンを介した電子放出も含む)の解明は重要である。動的応答関数計算をイオン中性化や脱励起に応用する前段階として、本年度は、表面準位電子状態が作る擬2次元電子系でのプラズモン励起の問題に2次応答項を取り入れた理論を適用したこと、及び、トンネリング電子と電磁波とのカップリングの問題に遅延効果を取り入れた線形応答理論を適用した。

Research Products

• [Publications] T.Ikari: "A metastable-induced electron spectroscopy study on the process of oxygen adsorption at a Ni(110) surface"Applied Surface Science. (in press). (2003)
• [Publications] V.U.Nazarov: "Z^3 theory of quantum inelastic scattering of charges by solids"Physical Review B. 65. 094303-1-094303-11 (2002)
• [Publications] S.Nishigaki: "A metastable-induced electron spectroscopy study on the promotion of nitridation by oxygen/alkali pre-adsorbates at Si(100) surfaces"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 193. 460-465 (2002)
• [Publications] K.Yamada: "Sodium-assisted nitrogen adsorption on Si(001) surfaces at room temperature studied by metastable de-excitation spectroscopy"Surface Science. 507-510. 207-212 (2002)
• [Publications] V.U.Nazarov: "Inelastic low-energy electron diffraction at metal surfaces"Surface Science. 482-485. 640-647 (2001)