| 研究課題/領域番号 |
20K05319
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
浜田 雅之 東京大学, 物性研究所, 技術専門職員 (00396920)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 走査トンネルポテンショメトリー / 表面電気伝導 / 表面電位 / 走査プローブ顕微鏡 / 電位測定 / 表面状態伝導 / 走査トンネルポテンショメトリ / 走査トンネル顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
表面の電気伝導現象は、原子欠陥・吸着原子・分子といった局所的な乱れから影響を受けるが、低温では、電子のコヒーレンス長の増大のため、電子波の局在・閉じ込め効果などの局所構造間の相関が重要となる非局所現象が顕著となり、室温では見られない特異な電子輸送特性が現れると予想される。そこで、それを可視化するために低温でも動作する温度可変型走査トンネルポテンショメトリ(VT-STP)という顕微鏡を開発する。そして、それを用いてナノスケールの空間分解能とマイクロボルトレベルの電位分解能で試料表面の電位分布像を取得し、個々の局所構造やそれらの相関がどのように表面電気伝導特性に影響を与えるかを解明していく。
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| 研究成果の概要 |
現有の低温・磁場下で動作する走査トンネル顕微鏡（STM）に、表面像とそれに対応する電位像を取得できる走査トンネルポテンシオメトリー（STP）を導入するために、制御回路・試料ホルダ・Si基板上に作成した清浄表面に電流を流すための電極の開発を行った。その結果、Si(111)基板上に形成したPb単原子相薄膜の低温STP測定に成功し、得られた電位像から、電気抵抗におけるステップの影響はほとんど無いことが分かった。更に、磁場印加中でのSTP測定にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
表面電気伝導は原子欠陥・不純物やステップなどに影響すると考えられているが、量子効果が期待できるような低温下でのナノスケールでの測定はあまり行われていない。本研究では、表面電気伝導特性をナノスケールの空間分解能かつマイクロボルトレベルの高電位分解能でマッピングできることが知られている走査トンネルポテンシオメトリー（STP）の機能を低温・磁場下で動作するSTM装置に導入し、Si基板上に作成した清浄表面試料を低温・磁場下でSTP測定することに成功した。STP測定の動作環境を低温・磁場下で拡張したことは、表面科学の発展に寄与すると期待できる。
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