2015 Fiscal Year Annual Research Report
RHEED入射電子波動場による励起－オージェ電子と表面プラズモン－
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25390085
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| Research Institution | Daido University |
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Principal Investigator |
堀尾 吉已 大同大学, 工学部, 教授 (00238792)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 反射高速電子回折 / 波動場 / オージェ電子 / ロッキング曲線 / 表面波共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二元素結晶であるZnO(0001)単結晶表面を対象に昨年度に引き続き実験測定と解析を行った。昨年度は試料表面の清浄化に課題を残していたため、今年度は酸素雰囲気中でのアニールを試みたが、汚染炭素の脱離は見られなかった。RHEED観察では低視斜角において汚染炭素原子による新規スポットは見られないため、炭素原子は表面にランダムに吸着しているものと考え、表面構造解析に取り組んだ。この試料表面のロッキング曲線の測定とその動力学的解析から表面極性の識別は十分可能であることが明らかとなった。また、第一原理計算から表面緩和構造を導き、その構造を基に動力学的計算を行った結果、理想表面を想定したは計算結果より実験ロッキング曲線をよく再現することがわかり、表面の緩和構造の実態を明らかにした。
亜鉛と酸素のそれぞれの実験BRAESプロファイルに違いが見られたことは大きな成果である。特に注目すべき点は視斜角4.3°付近の両サイドビームの強度がピークを示すときに酸素のオージェ強度が増大するが、亜鉛はそうでもない。この特徴は電子波動場が酸素原子列に乗っている状況を示すものと考えられる。
ロッキング解析から得られた表面緩和構造に対して、入射電子波動場を計算したところ表面波共鳴条件付近で波動場の表面局在が得られた。しかしながらエバネッセント波の発散問題が生じるため、その回避のための新たなアイデアを創出した。
作製した電界放射型中速電子回折（FE-MEED）装置を用いてSi(001)表面を観察したところ、菊池図形が支配的であり、表面波共鳴条件を満たす入射条件においてのみ表面構造を反映するスポットが観察されることがわかった。
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