2013 Fiscal Year Annual Research Report
放射光ＳＴＭによる金属内包有機分子の識別と元素選択的制御
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23656033
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
齋藤 彰 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90294024)
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / 放射光 / X線 / 元素分析 / 金属 / 有機分子 / 内殻励起 / 元素選択 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、STM最大の弱点の克服、つまり元素分析STMの実現である。STMは原子分解能をもつ汎用分析法だが、「浅い電子準位に依拠」するため、元素分析に致命的な難点がある。そこで内殻情報を付与、つまり特定波長・単色の高輝度X線をSTM観察点に入射し、内殻励起後のトンネル電流変化から試料の組成･状態を原子分解能で分析することが主眼である。特に本課題では、金属内包有機分子の元素選択的な分析の足がかりを得ることが目標である。その前提として、従来は半導体基板の解析だけで不明だった「異種金属間の元素コントラスト」の様態を追求してきた。なぜなら金属では表面光起電力（SPV）もなく、励起寿命が短く、バンド局在も小さいためコントラストが著しく出難いはずだからである。初年度より有機分子に先立つテスト系としてAu(111) 清浄表面-Coナノアイランドの分析を試みてきた。光源の安定化は進捗したものの、測定の不安定性やCoの走査損傷など多くの制限で難渋した。その中で金属コントラスト自体は観測され、一連の知見に基づき、当該年度前半は金属コントラストの入射光密度依存性を精査した。その後、金属コントラストの理解は中途ながら最終的に有機分子系（Cuフタロシアニン(Cu-Pc)）を試みた。詳細な解析はまだ途上にあるが、有機分子では恐らく金属密度の低さがネックとなり、Cu吸収端を挟む明確なコントラスト変化は見えていない。ただし当該年度の成果は、Cu-Pcで特異な照射効果の萌芽が見えたこと、そして前段の金属系に対し、元素コントラスト変化の新知見（印加電圧の影響と、ほかに探針起因の新たなコントラスト要因）を得たことである。この一連の結果は今後に向けて、重要な布石・萌芽となる。特にコントラスト要因の理解が深化し、Cu-Pc系など低密度金属での今後の対策が検討可能になったことは将来に向けた有効な足がかりである。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] Pico-imaging of Element Contrast using SR-STM2014
Author(s)
Akira Saito, H. Miki, Y. Furudate, Y. Kusui, M. Akai-Kasaya, Y. Tanaka, Y. Kohmura, T. Ishikawa, Y. Kuwahara and M. Aono
Organizer
NSS-8 Nanoscience Conference
Place of Presentation
Gleacher Center, Chicago, USA
Year and Date
20140728-20140731
Invited
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[Presentation] Pico-imaging of Element Contrast & X-ray-Induced Atomic Motion using SR-STM2013
Author(s)
Akira Saito, H. Miki, Y. Furudate, Y. Kusui, M. Akai-Kasaya, Y. Tanaka, Y. Kohmura, T. Ishikawa, Y. Kuwahara and M. Aono
Organizer
12th Symposium on X-ray Imaging Optics
Place of Presentation
Nakanoshima-Center, Osaka University, Japan
Year and Date
20131118-20131120
Invited
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