2015 Fiscal Year Annual Research Report
複雑な表面構造解析のための微小電子源を用いた電界放出低速電子回折法の開発
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15H03677
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
水野 清義 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (60229705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柚原 淳司 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10273294)
中川 剛志 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (80353431)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面構造解析 / 低速電子回折 / 電界放出電子線 / 電界誘起ガスエッチング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複雑な表面構造の解析に対応できる電界放出電子線源を用いた低速電子回折装置の開発のため、新しい装置の設計・製作に取り組んだ。この装置は、低速電子回折パターンを観察するメインチャンバと、電界放出電子源を準備するサブチャンバから成る。メインチャンバには市販のマイクロチャンネルプレート付低速電子回折装置を設置するとともに、加熱機構と液体窒素による冷却機構を備えた試料マニピュレータを取り付けた。チャンバ内壁には低速電子線が地球の磁場によって曲がらないようにミューメタルを取り付け、また、十分な到達真空度が得られることを確認した。さらに、市販の装置に付属している熱電子線を用いて、シリコンの清浄表面の低速電子回折パターンが観察できることを確認した。一方、サブチャンバでは、タングステン針の先端を電界誘起ガスエッチング法により先鋭化し、針先端の微小領域（数原子）から低い引出電圧で広がり角の小さな電子ビームを電界放出させた。また、放出された電子線を２段の磁場レンズと１組の偏向電極で収束させることができた。今後、これら２つのチャンバをドッキングさせて、電界放出電子線を用いた低速電子回折パターンの観察を試みる予定である。これらの実験と並行して、ニッケル基板上のシリコンとゲルマニウム吸着構造、および、ロジウム基板上の酸化亜鉛超薄膜構造の解析を試みた。いずれの構造も低速電子回折法を用いた構造解析により決定することができた。本研究においては、最終的に開発する新しい電界放出低速電子回折装置を用いて、さらに複雑な表面構造の解析を試みる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り２つのチャンバの設計・製作および立ち上げが完了した。それぞれのチャンバの性能は目標に合致したものである。また、この２つのチャンバのドッキング部の設計・製作も予定通り進み、調整が順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
２つのチャンバのドッキングに向けて調整作業を進める。まず、メインチャンバにおいては試料を冷却した状態で熱電子を用いた低速電子回折パターンの測定を行う。サブチャンバでは、電界誘起ガスエッチングに加えて、電子線衝撃によるタングステン針の先鋭化を試みる。この方法がうまくいけば、チャンバ内の真空度を悪化させずに針の先鋭化ができることになり、電界放出電子線の安定度向上に役立つ。その後、２つのチャンバをドッキングさせて市販の熱電子源の代わりに、電界放出電子源を動作させ、電界放出低速電子回折パターンの観察を試みる。
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