2006 Fiscal Year Annual Research Report

核共鳴X線散乱の時間スペクトル解析による表面拡散の原子ダイナミクス計測法の開発

Research Project

Project/Area Number	16360018
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	岡野達雄東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60011219)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川村隆明山梨大学, 教育人間科学部, 教授 (20111776) 福谷克之東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10228900) 松本益明東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40251459) WILDE Markus 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (10301136) 張小威高エネルギー加速器研究機構, 物質構造研究所, 研究所講師 (80217257)
Keywords	表面拡散 / 放射光 / 核共鳴散乱 / 内部転換電子 / 固体表面
Research Abstract	核共鳴X線散乱・内部転換電子分光法を表面単原子層の測定に適用するために必要な計測システムの開発を行うとともに、本測定法の特徴が発揮できるような試料作成を進めた。 (1)核共鳴X線散乱・内部転換電子分光装置の開発放射光施設ビームラインにおいて,表面局所構造を観測した上で,核共鳴X線散乱を測定することができる超高真空実験装置の開発を進めた。超高真空対応走査トンネル顕微鏡装置とこれまでに試作した蒸着源,高速電子線回折装置,試料駆動機構などを組み合わせた実験装置の設計を完了した。走査トンネル顕微鏡の使用には至っていないが、その他の部分については、実際に核共鳴X線散乱・内部転換電子分光の測定を行い、性能の評価を行った。 (2)鉄極薄膜の構造と磁気構造に関する研究低速電子線回折と内部転換電子メスバウアー分光法によって行い、表面層の磁気的性質を研究した。1nm以下の厚さの鉄薄膜が超常磁性的な性質を示すことを見出した。 (3)異方性表面拡散現象の探索に関する研究 PtおよびIr単結晶表面における金属島状金属薄膜の生成過程の研究を、走査トンネル顕微鏡観察と原子拡散過程のモンテカルロシミュレーションによって研究し,エッジに沿う原子拡散の異方性によって,単結晶表面に形成されるフラクタル構造の特徴を明快に説明できることを明らかにした。ステップエッジに沿う拡散過程において,エッジ方位による表面拡散係数の相違が存在することが裏付けられ、当初から目指していた、励起ビームに対する表面の面内方位角を変化させて、表面拡散過程を測定することの妥当性が証明された。 2.アバランシェフォトダイオード(APD)検出器に関する研究検出器の検出量子効率は、高輝度X線の照射によって、比較的早い速度で劣化することが知られている。我々は、昨年度に引き続き,共鳴核反応法によるAPD素子の水素濃度の深さ分析を行い,量子効率の低下と空乏層内の水素濃度変化の相関を明らかにすることを試みた。