2005 Fiscal Year Annual Research Report
温度可変型STMによる個々の原子の運動、核形成及びナノクラスター成長機構の解明
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17340091
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
須藤 彰三 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40171277)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐崎 元 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (60261509)
山田 太郎 東北大学, 理化学研究所, 先任研究員 (10174723)
早川 美徳 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20218556)
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| Keywords | ナノクラスター形成 / 拡散運動 / 核形成 / STM / 結晶成長 |
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| Research Abstract |
申請書に基づき、以下の研究、実験装置の設置を行った。
1.基板との相互作用の弱い系でのナノクラスター成長過程のVT-STM観察
(担当:須藤、佐崎、山田、早川)基板として水素終端シリコン表面(H:Si(111)-(1x1))表面を用いた。成長させる原子・分子としては、貴金属Agと有機物ペンタセンを用いた。Ag原子は、基板温度120,300,420Kでクラスター成長を行うことが明らかになった。吸着量依存性を測定し粒子数、形状の解析を行なった。その結果、原子の拡散運動の活性化エネルギー0.076±0.008eVが得られた。さらに、臨界核の原子数・形状、クラスターへの原子の融合エネルギーを求められた。現在、この値をシミュレーションと比較し、その成長機構を議論している。ペンタセン薄膜では、エピタキシャル構造に基づいた6方向に等方的にデンドライト成長をすること、さらに、ステップ上段方向への成長が下段方向に比べて著しく早いことが明らかになった。
2.FS-STMのセットアップ(担当:須藤、佐崎)
個々の原子の運動を、直接の時間スケールで観測するために、本申請の温度可変高速走査型トンネル顕微鏡(FS-STM)を購入しセットアップを行った。真空槽は、現有のものを改良して用いた。グラファイト、Si(111)7×7表面の原子像が、従来のものより約10倍程度高速で得られるようになった。
3.シリコン表面の修飾(担当:須藤、山田)
水素終端表面の安定な供給を行うことができるように、原子間力顕微鏡(AFM)を用いながら、試料作成の最適条件を求めた。さらに、表面のエネルギーを変えるために、いくつかの有機分子単層膜の開発を行った。メチル基表面の作成が可能になった。
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