2004 Fiscal Year Annual Research Report
高分解ソフトプローブによる有機分子性結晶-半導体ヘテロ層の原子レベル評価
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15201022
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
長尾 忠昭 独立行政法人物質・材料研究機構, 主幹研究員 (40267456)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桜井 利夫 国立大学法人東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20143539)
サドウスキー J.T. 国立大学法人東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40333885)
藤川 安仁 国立大学法人東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70312642)
高村 由起子 国立大学法人東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90344720)
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| Keywords | 有機分子性結晶 / 超薄膜 / MBE / 結晶成長 / STM / 金属コンタクト / 低速電子 |
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| Research Abstract |
本研究では半導体-半導体、半導体-金属エピタクシーにおいて我々がこれまで蓄積してきた豊富な知見をベースとして、"分子層レベルのエピタクシー制御"が可能な有機分子MBE(OMBE)法により、有機分子性結晶の、高品質エピタクシャル超薄膜の作製とその原子レベルの成長ダイナミクスおよび、物性の解明を行うことを目的とした。導電性有機分子超薄膜などの導電性ソフトマテリアルは、次世代マイクロエレクトロニクス材料として、ここ数年Si基板を中心として半導体基板へのヘテロエピタクシーの研究が活発に行われている。このような導電性ソフトマテリアルの超薄膜は、従来のRHEEDなどの高速電子プローブやトンネル電子を用いた手法には馴染まず、非破壊の"ソフトプローブ"つまり、プローブ線量のきわめて少ない低速電子プローブや導電性を必要としない原子間力顕微鏡(AFM)による原子レベル研究が望まれていた。本研究では高感度低速電子ソフトプローブである高分解電子エネルギー損失分光装置(HREELS)、スポット分析低速電子回折(SPA-LEED)、超高真空温度可変ノンコンタクトAFM装置(UHV-VT-ncAFM)、及低速電子顕微鏡(LEEM)などを駆使し、精緻に制御された新しい有機分子の超薄膜またはその人工格子を作成し、その物性探索を行ってゆくことを目標とした。電子状態、周期性を系統的に変化させたシリコン表面超構造または、シリコン上の高品質金属ナノ薄膜を成長させた結果、例えば、半金属ビスマス超薄膜が、その特異な電子状態と高い結晶性からアセン系分子性結晶超薄膜の高品質膜の成長に大変有効であることを見出した。特にペンタセン超薄膜の成長場合、数十ミクロンに亘るドメインサイズを持つ高結晶性エピタクシャル単分子膜が、濡れ層を介さずに、直接下地基板上に成長することなどが明らかになり、高品質有機超薄膜成長用の導電性テンプレートとして有効であることなどが明らかになり、このヘテロ構造を応用したナノ薄膜ELデバイスへの可能性が拓けた。
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[Journal Article] Step-by-step cooling of a two-dimensional Na gas on the Si(111)-(7×7) surface2004
Author(s)
K.H.Wu, A.l.Oreshkin, Y.Takamura, Y.Fujikawa, T.Nagao, T.Briere, V.Kumar, Y.Kawazoe, R.F.Dou, Q.-K.Xue, T.Sakurai
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Journal Title
Physical Review B 70
Pages: Art No.195417
