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2012 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ分析顕微鏡を用いた光電変換現象の原子分解能観察

Research Project

Project/Area Number 24360016
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

阿部 真之  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00362666)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords光電変換 / AFM / 原子分解能
Research Abstract

本研究では、測定試料基板を原子レベルで平坦な表面清浄化されたサファイヤ(もしくはルチルTiO_2やチタン酸ストロンチウムSTOなどの金属酸化物材料)のプリズム(1辺が1cm以下程度)とし、試料表面に光電変換材料を配置させる予定である。探針は導電性の金属探針を用い、電極も兼ねており、光によって生じる電荷(電流)を検出する。単結晶プリズム表面への光電変換材料の配置は蒸着によって行う。光電変換材料はナノレベルではクラスタ状のナノ構造体となっている。リズム背面からレーザー光を入射させ、クラスタ材料内部の電子を励起させる。全反射プリズムを使う理由は、探針先端(原子1個のレベル)で光による電子状態を捉えるために必要であると判断したためである。つまり、一般的な面内入射では、探針先端でない箇所と試料の別の位置との応答を見てしまう可能性があると考えている。このような実験構成でクラスタ構造と電子励起の状態を原子レベルで画像化する。具体的には、クラスタ構造の原子分分解能測定にはNC-AFM測定を、ナノ構造体の電子状態の測定はSTM、光によって励起された電荷の測定はKPFMを利用する。今年度はサファイヤの短冊形試料を用いて、試料清浄化条件と非接触原子間力顕微鏡での測定条件の探索を行い、原子分解能測定に成功した。来年度はプリズム型の平坦な試料を作製し、光入射型NC-AFMの導入、清浄表面プリズム上でのナノ構造体の実現と電荷測定、を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

サファイヤ基板表面の清浄化条件の探索に時間がかかり、その結果、装置組み込みに遅れが生じた。今年度は装置組み込みに注力していく予定である。真空外からの光路を確保できるような装置設計を完成させ、単結晶プリズムを加熱できる処理部も同時に作成する。

Strategy for Future Research Activity

プリズム表面の清浄化処理を行い、本研究にかかる実験を進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

大型の観測チャンバーを別のもので代用できることがわかり、残額が生じた。当該経費は、次年度経費として使用する。

  • Research Products

    (23 results)

All 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (17 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Force mapping on hydrogen terminated Si(111)-(7×7) surface2013

    • Author(s)
      A. Yurtsever
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 87 Pages: 155403-1/-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.155403

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous noncontact AFM and STM of Ag : Si(111)-(√3x√3)R30°2013

    • Author(s)
      A. Sweetman
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 87 Pages: 075310-1/-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.075310

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of tip polarity on Kelvin probe force microscopy images of thin insulator CaF2 films on Si(111)2012

    • Author(s)
      A. Yurtsever
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 101 Pages: 083119-1/-3

    • DOI

      10.1063/1.4748291

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Understanding image contrast formation in T1O2 with force spectroscopy2012

    • Author(s)
      A. Yurtsever
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 85 Pages: 125416-1/-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.85.125416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three dimensional scanning force/tunneling spectroscopy at room temperature2012

    • Author(s)
      Y. Sugimoto
    • Journal Title

      Journal of Physics : Condensed Matte

      Volume: 24 Pages: 084008-1/-7

    • DOI

      10.1088/0953-8984/24/8/084008

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡を用いたIn/Si(1111)-4×1表面の室温測定2013

    • Author(s)
      岩田孝太
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-27
  • [Presentation] 電流と力によるSiテトラマーの原子スイッチ2013

    • Author(s)
      山崎詩郎
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-27
  • [Presentation] Non-contact Atomic Force Microscopy Study of Oxygen-adsorbed Si(111)-(7×7) Surface at Room Temperature2012

    • Author(s)
      J. Onoda
    • Organizer
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Naha, Japan
    • Year and Date
      20121217-20121219
  • [Presentation] Simultaneous Current and Force-Induced Atom Switching2012

    • Author(s)
      S. Yamazaki
    • Organizer
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Naha, Japan
    • Year and Date
      20121217-20121219
  • [Presentation] Fabrication and operation of atomic switch of Pb cluster on Si(111)-(7×7)surface with a combined AFM/STM at room temperature2012

    • Author(s)
      E. Inami
    • Organizer
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Naha, Japan
    • Year and Date
      20121217-20121219
  • [Presentation] Atomic Force Microscopy observation on In/Si(111)-4x1 surface at room temperature2012

    • Author(s)
      K. Iwata
    • Organizer
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Naha, Japan
    • Year and Date
      20121217-20121219
  • [Presentation] Relation between force and conductance on the Si(111)-(7×7)surface2012

    • Author(s)
      Y. Sugimoto
    • Organizer
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • Place of Presentation
      Naha, Japan
    • Year and Date
      20121217-20121219
  • [Presentation] Current-Induced Switching of the Si4 Tetramer2012

    • Author(s)
      S. Yamazaki
    • Organizer
      14th International Conference on Vabrations as Surfaces
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      20120924-20120928
  • [Presentation] 電流注入によるSiテトラマーの原子スイッチ2012

    • Author(s)
      山崎詩郎
    • Organizer
      第32会表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-10-21
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡によるIn/Si (111)-4×1表面の室温観察2012

    • Author(s)
      岩田孝太
    • Organizer
      第32会表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-10-21
  • [Presentation] Si (111)-7X7上のSiテトラマーの構造と原子スイッチ2012

    • Author(s)
      高谷玲平
    • Organizer
      第32会表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-10-21
  • [Presentation] 3D force maps on CaC0_3(104) at room temperature2012

    • Author(s)
      Stefan Kuhn
    • Organizer
      15th International Conference on non-contact Atomic Force microscopy
    • Place of Presentation
      Cesky Krumlov, Czech Republic
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Presentation] Alkali-metal adsorption and manipulation on a hydroxylated TiO_2 (110) surface using atomic force microscopy2012

    • Author(s)
      A. Yurtsever
    • Organizer
      15th International Conference on non-contact Atomic Force microscopy
    • Place of Presentation
      Cesky Krumlov, Czech Republic
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Presentation] Understanding image contrast in TiO_2 with force spectroscopy and theoretical simulations2012

    • Author(s)
      Delia Fernandez-Torre
    • Organizer
      15th International Conference on non-contact Atomic Force microscopy
    • Place of Presentation
      Cesky Krumlov, Czech Republic
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Presentation] AFM on a Hydrogenated Si 7x7 Surface : Exploring Different Interaction Regimes2012

    • Author(s)
      A. Yurtsever
    • Organizer
      15th International Conference on non-contact Atomic Force microscopy
    • Place of Presentation
      Cesky Krumlov, Czech Republic
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Presentation] Kelvin probe force microscopy characterization of TiO_2 (110)-supported Au clusters2012

    • Author(s)
      A. Yurtsever
    • Organizer
      15th International Conference on non-contact Atomic Force microscopy
    • Place of Presentation
      Cesky Krumlov, Czech Republic
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Presentation] The role of the atomic thermal movements on the STM/FM-AFM images : how is a Si tetramer observed on the Si(111)-7×7 surface at RT?2012

    • Author(s)
      Y. Sugimoto
    • Organizer
      15th International Conference on non-contact Atomic Force microscopy
    • Place of Presentation
      Cesky Krumlov, Czech Republic
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Book] Lab VIEW FPGAではじめる計測・制御2012

    • Author(s)
      阿部真之
    • Total Pages
      320
    • Publisher
      オーム社

URL: 

Published: 2014-07-16  

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