マイクロビームによるスピン偏極走査電子顕微鏡の試作

• 研究課題/領域番号: 08555007
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 表面界面物性
• 研究機関: 上智大学 (1997); 東京大学 (1996)
• 研究代表者: 坂間 弘 上智大学, 理工学部, 助教授 (10242017)
• 研究分担者: 河津 璋 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20010796)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円); 1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 1996年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
• キーワード: マイクロビーム / スピン偏極 / 走査電子顕微鏡

研究概要

平成8年度は、試料から放出される2次電子のスピン偏極度を測定するためのスピン偏極検出器を製作した。スピン偏極検出器としては、装置の製作が容易で低廉な低速電子回折検出器を採用した。本年度に購入した位置検出装置を別途製作した真空フランジに支柱を立てて取り付け、これを既存の小型超高真空装置の中に取り付けた。最後に、電流・電圧導入ターミナルと位置検出装置電源を電気的に接続した。
超高真空装置を大気から封じて、これに真空ポンプ、真空系等を取り付けた。そして、装置全体を焼き出しを行いながら排気し、装置内部を超高真空にした。この状態で位置検出装置を動作可能状態にし、放電や破損なく正常にこれが動作することを確認した。
次に、この小型超高真空装置を取り付けるべき既存の大型超高真空装置の改造を行った。まず、試料から放出される2次電子がスピン偏極検出器に導入される際に、軌道が曲がらないようにするために装置内部全体を覆う厚さ2mmの磁気遮蔽板の設計を行った。また、試料を保持し、これを入射電子ビームに対して平行移動、回転ができる様な試料保持装置の設計を行った。
平成9年度は、まず磁気遮蔽板と試料保持装置の製作を行った。
次に、試料から放出される2次電子を効率よく収束し、スピン偏極検出器に所定のエネルギーで入射させるための電子レンズを設計し製作した。真空用配管内に電子レンズが収まるようにし、高圧用電流・電圧導入ターミナルを介して電気的に真空用配管外と接続した。また、2次電子がエネルギー分解できる様に円筒鏡型エネルギー分析器を設計し製作した。そして、エネルギー分析器を電子レンズ系の途中に組み込んだ。
最終的に、2つの超高真空装置を電子レンズによって接続した。試料位置にテレビ用の電子銃を置いて熱電子を放出させ、スピン偏極検出器に電子が実際に入射することを実験的に確認した。