| Research Abstract |
TiOは高融点,高硬度でかつ金属的伝導性を持つことが予想され,物性的に興味深い物質である。しか1し,大気圧下では不安定で容易に酸化されるため,単結晶を得ることが難しく,そのため電子状態,物性,反応性についてはほとんど分かっていない。本研究は,TiOと結晶構造の類似したAg(100)基板上に酸素雰囲気下でTiを蒸着することにより,TiO単結晶薄膜を合成することを目指したものである。昨年度までの研究で,5.0×10<-9>〜1.0x10<-8>Torrの酸素を導入しつつTiをAg(100)面上に蒸着し,さらに600℃で加熱することにより,Tio(100)薄膜が形成されることを見出した。本年度は,Ag(100)面上に作成したTiO(100)薄膜に対して角度分解光電子分光測定を行い,その電子状態を解明することを目指した。
TiO(100)薄膜の光電子スペクトルには,4-8eVに主として02p軌道からなる価電子帯が形成され,さらに0-2eVに伝導帯が形成される。伝導帯のスペクトルには鋭いフェルミエッヂが観測され,これは薄膜が金属的電子状態を持つことを示している。共鳴光電子分光の測定の結果,伝導帯のスペクトル強度はTi3dの光イオン化断面積特有の共鳴を示し,これよりTiO結晶に対する理論計算の予想通り,伝導帯は主としてTi3d成分より成ることが分かった。検出角依存測定の結果,伝道帯を構成する準位は(1×1)の分散を示し,結晶性のよい薄膜ができていることが実証された。フェルミ準位近傍の準位はフェルミレベルを越えて非占有準位側に分散しており,理論計算の予想通り,伝導帯は部分的に占有されたバンドであることが実証された。
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