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Si(110)表面の一次元電子状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05119
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東北大学

研究代表者

須藤 彰三  東北大学, 理学研究科, 教授 (40171277)

連携研究者 江口 豊明  東北大学, 大学院理学研究科, 准教授 (70308196)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードSi(110)表面 / 電子バンド / 水素終端表面 / 角度分解光電子分光法 / 第一原理計算 / 移動度 / 表面フォノン / エッチング過程 / 水素終端シリコン表面 / 1次元フォノン / 1次元電子状態 / 2次元電子状態 / DFT計算
研究成果の概要

最近、従来のSi(100)面に加えてSi(110)面が立体型半導体デバイスに利用されるようになってきた。しかし、その基礎物性に関する研究は、ほとんど行われていない。本研究ではバルクSi(110)面の電子状態の解明を目的とし、我々のグループで開発した高品位な水素終端Si(110)-(1×1)表面を用い、高分解能角度分解光電子分光法によるエネルギー分散の測定、密度汎関数法による第一原理計算を行い、実験と理論の両面から電子バンド構造を明らかにした。更に、電子及びホール移動度の評価、表面フォノン分散やエッチング過程の解明等の発展的研究も実施した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effects of the deposition rate on growth modes of Ag islands on the hydrogen-terminated Si(111)-(1×1) surface: The role of surface energy and quantum size effect2017

    • 著者名/発表者名
      Jungmin Kang, Toyoaki Eguchi, Erina Kawamoto, Stephane Yu Matsushita, Kenya Haga, Shino Kanagawa, Andrzej Wawro, Ryszard Czajka, Hiroki Kato, and Shozo Suto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 122 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.5000699

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic electronic band structure of intrinsic Si(110) studied by angle-resolved photoemission spectroscopy and first-principles calculations2017

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Stephane Yu、Takayama Akari、Kawamoto Erina、Hu Chunping、Hagiwara Satoshi、Watanabe Kazuyuki、Takahashi Takashi、Suto Shozo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 12 ページ: 125302-125302

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.125302

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Wet chemical preparation and isotope exchange process of H/D-terminated Si(111) and Si(110) studied by adsorbate vibrational analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Erina Kawamoto, Jungmin Kang, Takuya Matsuda, Taro Yamada, and Shozo Suto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 2 ページ: 1-7

    • DOI

      10.7567/jjap.56.025701

    • NAID

      210000147440

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface phonon dispersion on hydrogen-terminated Si(110)-(1 × 1) surfaces studied by first-principles calculations2015

    • 著者名/発表者名
      Stephane Yu Matsushita, Chunping Hu, Erina Kawamoto, Hiroki Kato, Kazuyuki Watanabe, and Shozo Suto
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 143 号: 21 ページ: 214702-214702

    • DOI

      10.1063/1.4936656

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 重水素終端Si(110)-(1×1)表面のフォノン分散:第一原理計算によるフォノンバンド予測の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      川本絵里奈, 松下ステファン悠, 岡田祐太, 胡春平, 渡辺一之, 山田太郎, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第73会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)微傾斜表面に形成される一次元構造2018

    • 著者名/発表者名
      江口豊明, 姜正敏, 福井邦虎, 芳賀健也, 川本絵里奈, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第73会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面におけるAg島状成長過程の運動学的制御2017

    • 著者名/発表者名
      姜正敏, 江口豊明, 川本絵里奈, 松下ステファン悠, 芳賀健也, 金川詩野, 加藤大樹, Andrzej Wawro, Ryszard Czajka, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)表面のエッチング過程IV:KS方程式による考察2017

    • 著者名/発表者名
      川本絵里奈, 松下ステファン悠, 山田太郎A, 川勝年洋, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面におけるFe原子の吸着構造と電子状態のSTMによる評価2017

    • 著者名/発表者名
      川口諒, 江口豊明, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] STMによる水素終端Si(111)-(1×1)表面上のAgクラスターの初期成長過程2017

    • 著者名/発表者名
      永田龍太郎, 姜正敏, 川本絵里奈, 川口諒, 江口豊明, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Etching process of hydrogen-terminated Si(110) vicinal surfaces prepared by a wet chemical process2017

    • 著者名/発表者名
      Layli Amaliya, Erina Kawamoto, Tomoyuki Yoneyama, Toshihiro Kawakatsu, Toyoaki Eguchi, Shozo Suto
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面の銀クラスターの成長過程2017

    • 著者名/発表者名
      青柳利哉, 川本絵里奈, 小嶋昭太郎, 姜正敏, 江口豊明, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外吸収による水素終端Si(110)-(1×1)表面のH-Si伸縮振動モードの解析2017

    • 著者名/発表者名
      河野純子, 川本絵里奈, 吉信淳, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪、豊中)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Si(110)-(1×1)表面の異方的な電子バンド構造とホール有効質量:実験、理論、そして応用2017

    • 著者名/発表者名
      松下ステファン悠,高山あかり,川本絵里奈,胡春平,渡辺一之,高橋隆,須藤彰三
    • 学会等名
      2017年度真空・表面科学合同講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面におけるAg クラスターの初期成長過程の運動学的制御と量子サイズ効果2017

    • 著者名/発表者名
      姜正敏,江口豊明,永田龍太郎,川本絵里奈,松下ステファン悠,芳賀健也,金川詩野,加藤大樹, CzajkaRyszard,須藤彰三
    • 学会等名
      2017年度真空・表面科学合同講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Etching process of hydrogen-terminated Si(110) vicinal surfaces revealed by Kuramoto-Sivashinsky equation2017

    • 著者名/発表者名
      Layli Amaliya, Erina Kawamoto, Tomoyuki Yoneyama, Toshihiro Kawakatsu, Toyoaki Eguchi, Shozo Suto
    • 学会等名
      2017年度真空・表面科学合同講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Si(110)-(1×1)表面の電子バンド構造:高分解能角度分解光電子分光法と第一原理計算2017

    • 著者名/発表者名
      松下ステファン悠, 高山あかり, 川本絵里奈, 胡春平, 渡辺一之, 高橋隆, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 赤外吸収による水素終端Si(110)-(1×1)表面のH-Si伸縮振動モードの解析II2017

    • 著者名/発表者名
      河野純子, 川本絵里奈, 江口豊明, 吉信淳, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1)表面の形態と構造2017

    • 著者名/発表者名
      福井邦虎, 川本絵里奈, 芳賀健也, 江口豊明, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ag島状成長過程における量子サイズ効果の発現 I:蒸着速度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      姜正敏, 江口豊明, 川本絵里奈, 松下ステファン悠, 芳賀健也, 金川詩野, Andrzej Wawro, Ryszard Czajka, 加藤大樹, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ag島状成長過程における量子サイズ効果の発現 II:蒸着量依存性2017

    • 著者名/発表者名
      永田龍太郎, 姜正敏, 芳賀健也, 江口豊明, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Wet Chemical Preparation and Isotope Exchange Process of H/D-Terminated Si(111) and Si(110) Surfaces Studied by HREELS2017

    • 著者名/発表者名
      Erina Kawamoto, Jungmin Kang, Takuya Matsuda, Taro Yamada and Shozo Suto
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropic Electronic Band Structure of the Intrinsic Si(110)-(1×1) Surface Studied by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy and First Principles Calculations2017

    • 著者名/発表者名
      Stephane Yu Matsushita, Akari Takayama, Erina Kawamoto, Chunping Hu, Kazuyuki Watanabe, Takashi Takahashi and Shozo Suto
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of the deposition rate on growth mode of Ag island on the hydrogen-terminated Si(111)-(1×1) surface2017

    • 著者名/発表者名
      Jungmin Kang, Toyoaki Eguchi, Erina Kawamoto, Stephane Yu Matsushita, Kenya Haga, Shino Kanagawa, Andrzej Wawro, Ryszard Czajka, Hiroki Kato and Shozo Suto
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面上のAgクラスターの成長過程と量子サイズ効果2017

    • 著者名/発表者名
      永田龍太郎, 姜正敏, 川本絵里奈, 川口諒, 江口豊明, 須藤彰三
    • 学会等名
      東北大学院 理学研究科 ・生命理学研究科 理学・生命科学 2研究科合同シンポジウム 2017
    • 発表場所
      東北大学(宮城、仙台)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] HREELSNの歴史と将来2016

    • 著者名/発表者名
      須藤彰三
    • 学会等名
      2016年度真空・表面科学合同講演会2016年度
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知、名古屋)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1) 表面上のAg ナノクラスターの成長過程III:蒸着速度依存性2016

    • 著者名/発表者名
      姜正敏, 川本絵里奈, 松下ステファン悠, 芳賀健也, 金川詩野, 加藤大樹, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川、金沢)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)表面のエッチング過程III:KPZ方程式による考察2016

    • 著者名/発表者名
      川本絵里奈, 松下ステファン悠, 山田太郎, 川勝年洋, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川、金沢)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面におけるFe原子の初期吸着状態のSTM観察2016

    • 著者名/発表者名
      川口諒, 江口豊明, 永田龍太郎, 芳賀健也, A. Wawro, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川、金沢)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1) 表面のSTM観察III:電圧依存性2016

    • 著者名/発表者名
      芳賀健也、松下ステファン悠、川本絵里奈、松田卓也、小方亨、吾妻広夫、伊藤隆、須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス (石川、金沢)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystal orientation and morphology of Ag nanoclusters grown on the hydrogen-terminated Si(111)-(1×1) surface2016

    • 著者名/発表者名
      Jungmin KANG, Erina KAWAMOTO, Stephane Yu MATSUSHITA,Shino KANAGAWA, Shotaro KOJIMA, Hiroki KATO, Shozo SUTO
    • 学会等名
      20th INTERNATIONAL VACUUM CONGRESS
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear etching process of hydrogen-terminated Si(110)-(1×1) surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      Erina KAWAMOTO, Stephane Yu MATSUSHITA, Taro YAMADA, Toshihiro KAWAKATSU, Shozo SUTO
    • 学会等名
      20th INTERNATIONAL VACUUM CONGRESS
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面上のAgナノクラスターの成長過程:蒸着速度依存性2016

    • 著者名/発表者名
      姜正敏,川本絵里奈,松下ステファン悠,金川詩野,加藤大樹,須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城、仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 重水素終端Si(110)-(1×1)表面のフォノン分散:実験と理論2016

    • 著者名/発表者名
      岡田祐太,川本絵里奈,胡春平,松下ステファン悠,山田太郎,渡辺一之,須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城、仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Si(111)-(7×7)表面のAg吸着ポテンシャルII:STM観察2016

    • 著者名/発表者名
      梶田智宏,永田龍太郎,堀井広幸,芳賀健也,J.Osiecki,R.Czajka,粕谷厚生,須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城、仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(111)-(1×1)表面上のAgナノクラスターの成長過程2016

    • 著者名/発表者名
      姜正敏,川本絵里奈,松下ステファン悠,金川詩野,加藤大樹,須藤彰三
    • 学会等名
      平成27年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会
    • 発表場所
      東北大学多元物質科学研究所 (宮城、仙台)
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1)表面の平坦性と周期的エッチング過程2015

    • 著者名/発表者名
      川本絵里奈,松下ステファン悠,山田太郎,須藤彰三
    • 学会等名
      第35回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (茨城、つくば)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1)表面のフォノンII:実験と理論2015

    • 著者名/発表者名
      松下ステファン悠, 胡春平, 川本絵里奈, 加藤大樹, 渡辺一之, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス (大阪、吹田)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1)表面のSTM像の電圧依存性と電子状態との相関2015

    • 著者名/発表者名
      松下ステファン悠, 松田卓也, 胡春平, 永田龍太郎, 川本絵里奈, 渡辺一之, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス (大阪、吹田)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1)表面の周期的なエッチング過程の考察2015

    • 著者名/発表者名
      川本絵里奈, 松下ステファン悠, 山田太郎, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス (大阪、吹田)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素終端Si(110)-(1×1)表面のSTM観察:電圧依存性2015

    • 著者名/発表者名
      松下ステファン悠, 松田卓也, 永田龍太郎, 川本絵里奈, 伊藤隆, 須藤彰三
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス (大阪、吹田)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface phonon dispersion of the hydrogen-terminated Si(110)-(1×1) surface: Experiment and theory2015

    • 著者名/発表者名
      Shozo Suto, SY Matsushita, Chunping Hu, Erina Kawamoto, Hiroki Kato, Kazuyuki Watanabe
    • 学会等名
      European Conference on Surface Science
    • 発表場所
      The International Convention Center of Barcelona (スペイン)
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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