2018 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ measurement of surface layer distortion and monolayer structure by Kikuchi pattern
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16K04964
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
重田 諭吉 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (70106293)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸坂 亜希 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 助教 (20436166)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | RHEED / Surface Fine Structure / Kikuchi Pattern |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、表面歪のその場測定として菊池パターンを用いる新たな測定手法の確立を目的として実施された。平成28年度は、GaN(0001)を例に実験を行い、その可能性について国際会議で発表した。また、菊池パターンの動力学的回折理論を用いた計算による再現をSi(111)面につて行った。平成29年度は、菊池パターンの解析を表面の微細構造解析に有効な手法とするため研究を進めた。その結果、動力学的回折理論で計算されるロッキングカーブによる菊池パターンの位置はほぼ実際に観測される菊池パターンの位置を再現すること、また、菊池エンベロープの位置は、表面第1層の局所ポテンシャルに強く影響され、その影響も動力学的回折理論によって再現できることを見出した。
そこで、平成30年度は、菊池パターンの強度分布について研究を行った。菊池線は、入射電子線が非弾性散乱により、様々な方向に散乱された電子線が、入射波として結晶の回折条件を満たす方向に回折されることで、連続的な線状（菊池線）や放物線状（菊池エンベロープ）に強い回折線として現れる現象である。一方、ロッキングカーブは、入射方位を決め、或る視射角で電子線が入射したときの鏡面反射波または或る特定の回折波の強度の視射角依存性を示すものである。そこで、測定された菊池線の強度分布を、ロッキングカーブから計算された強度で割ることで、非弾性散乱強度を積もることが出来ると考え、Si(111)7x7表面に対する計算結果と測定結果を用いて、非弾性散乱確立を見積もった。
その結果、菊池パターンを形成する非弾性散乱確立を見積もることが出来た。ただし、回折条件により散乱断面積が異なる現象を見出した。特に、表面波共鳴条件（菊池エンベロープ）では、2種類の非弾性散乱が影響している可能性があり、表面プラズモンが強く励起されているのではないかと考えられる結果を得た
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