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プローブ励起による原子分子操作

研究課題

研究課題/領域番号 11222201
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

前田 康二  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10107443)

研究分担者 伴野 達也  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (70189736)
藤原 猛夫 (藤原 毅夫)  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90011113)
目良 裕  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40219960)
北島 正弘  物質材料機構, グループリーダー(研究職)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
61,600千円 (直接経費: 61,600千円)
2001年度: 17,900千円 (直接経費: 17,900千円)
2000年度: 21,600千円 (直接経費: 21,600千円)
1999年度: 22,100千円 (直接経費: 22,100千円)
キーワード走査トンネル顕微鏡 / 電子励起 / 表面拡散 / Si-Cl系 / アモルファースカーボン / グラファイト / フラーレン / 重合解離 / アモルファスカーボン / EL2 / アンチサイト欠陥 / 塩素 / Si表面 / 表面バンド / 拡散 / 脱離
研究概要

本年度は、以下のことが分かった。
Si(001)-(2×1)表面上のCl:電流がトンネル注入される表面バンドの結晶学的異方性に従って、注入効果が空間的に異方的に広がることが明らかになった。昨年度までに明らかになったSi(111)-(7×7)面で表面バンドに沿う広がり効果が一般的な現象であることが示された。
C_<60>膜の電子注入による重合と解離:HOPG基板に堆積したC_<60>結晶膜に対してSTM探針から電子注入を行うと誘起されるクラスタ重合現象について、バイアス電圧依存性とトンネル電流依存性を系統的に測定した結果、サンプルバイアス+2V以上で効果が起こり始め、また重合速度はトンネル電流に比例することが分かった。また、重合したクラスタが電子注入によって解離する現象が初めて見出され、解離速度もトンネル電流に比例することが明らかになった。さらに解離はクラスタ間隔が広いと起こりやすいことが分かった。また、注入効果が注入点から空間的に広がる現象は、クラスタ間隔が広いと抑制されることが明らかになった。これらの現象は、C_<60>結晶の3次元バンドに注入された電子が、特定のC_<60>分子に局在し、電子付与に伴って(2+2)環化付加重合およびその逆過程が誘起されるというモデルで説明可能である。
tetrahedral amorphous Carbon(ta-C)膜のSTM探針プロービングによるナノパターニング:ナノスケールでパターニングされた平面電子エミッターを試作することを試みた。ta-C膜をSTM探針でプロービングすると起こる顕著な像変化が、原子状水素による表面処理により著しく抑制されることを見出した。水素による安定化処理をしない試料表面は経時変化によりグラファイト化し、昨年度見出したグライファイトでの同様な現象が起こるためと解釈できる。また、水素により安定化した表面に対しSTM探針に10Vの電圧を加えると、数nmサイズの領域が形成されることを見出した。走査トンネル分光測定の結果は局所的なグラファイト化を示し、プローブ励起によるナノパターニングが可能であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] A.Hida et al.: "Photoabsorption Spectroscopy on Nanometer Scale by Scanning Tunneling Microscopy"Solid State Phenomena. 78-79. 419-424 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura et al.: "Diffusion of Chlorine Atoms on Si (111)-(7×7) Surface Enhanced by Electron Injection from Scanning Tunneling Microscope Tips"Surf. Sci.. 487. 127-134 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hida et al.: "Nanometer Scale Measurements of Photoabsorption Spectra of Individual Defects in Semiconductors"Appl. Phys. Lett.. 78・21. 3190-3192 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Meguro et al.: "Creation of Nanodiamonds by Single Impacts of Highly Charged Ions upon Graphite"Appl. Phys. Lett.. 79・23. 3866-3868 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakamura et al.: "Chlorine Atom Diffusion on Si (111)-(7×7) Surface Enhanced by Hole Injection from Scanning Tunneling Microscope Tips"Surf. Sci.. 497. 166-170 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tonomura et al.: "Structural Change of Radiation Defects in Graphite Crystals induced by STM Probing"Appl. Phys. A. 74. 311-316 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 前田康二: "電子線で誘起される電子励起原子移動"電子顕微鏡. 35・3. 208-214 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y Nakamura et al.: "In situ Scanning Tunneling Microscopic Study of Polymerization of C_<60> Clusters induced by Electron Injection from the Probe Tips"Appl.Phys.Lett.. 77・18. 2834-2836 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maeda et al.: "Dislocation Motin in Semiconducting Crystals under the Influence of Electronic Perturbations"J.Phys.: Condens.Matter. 12. 10079-10091 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hida et al.: "Photoabsorption Spectroscopy on Nanometer Scale by Scanning Tunneling Microscopy"Proc.6^<th> Int.Workshop on Beam Injection Assessment of Microstructures of Semiconductors. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 前田康二: "塩素吸着シリコン表面のレーザー励起エッチング"表面科学. 20・6. 393-400 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nakamura: "A Reproducible Method to Fabricate Atomically Sharp Tips for Scanning Tunneling Microscopy"Rev. Sci. Instrum. 70・8. 3373-3376 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Maeda: "Electronically induced Dislocation Glide Motion in Hexagonal GaN Single Crystals"Physica B. 273-274. 134-139 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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