捻り振り子をプローブとしたパラジウム合金ナノ薄膜中に特有な水素拡散機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21760025
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 青木 悠樹 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (60514271)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 水素 / シリコン基板 / 透過 / 超薄膜 / 界面 / 吸着 / 拡散 / パラジウム / 昇温脱離 / 銀 / シリコン / 銀薄膜

研究概要

表面科学において、Pdにおける水素吸着・脱離過程を調べるための最も広く用いられている手法は昇温脱離測定である。Pd表面からは複数の脱離ピークが存在し、それぞれ、最表面、表面極近傍、バルクからの脱離に起因する。このうち200K以下に現れるαピークと呼ばれるシグナルが、表面極近傍に特有な吸着サイトからの脱離と考えられるが、具体的な吸着・脱離モデルは分かっていない。
そのため本研究ではwell-definedなPd超薄膜の作成を行い、Pd超薄膜からの水素昇温脱離スペクトルの測定を行う事で、Pd極表面近傍に特有な水素吸着メカニズムを実験的に明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Quantum Interference of Rashba-type Spin-split Surface State Electrons (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hirayama, Y. Aoki, and C. Kato
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 107
• [雑誌論文] Hydrogen chemisorption on Si(111)√<3>×√<3> R30-B passivated surface studied by thermal desorption and scanning tunneling microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki and H. Hirayama
  • 雑誌名: Surf. Sci. 巻: 605 ページ: 1394-1398
• [雑誌論文] Surface Majorana Cone of the Superfluid^3<He> B Phase (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Murakawa, Y. Wada, Y. Tamura, M. Wasai, M. Saitoh, Y. Aoki, R. Nomura, Y. Okuda, Y. Nagato, M. Yamamoto, S. Higashitani, and K. Nagai
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 13602-13602
• [雑誌論文] Surface Andreev Bound States of the Superfluid^3<He> B Phase (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Nomura, S. Murakawa, Y. Wada, Y. Tamura, M. Wasai, K. Akiyama, M. Saitoh, Y. Aoki and Y. Okuda
  • 雑誌名: Physica E 巻: 43 ページ: 718-721
• [雑誌論文] Scanning Tunneling Microscope of Bi-induced Ag(111) Surface Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Kato, Y. Aoki, and H. Hirayama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82
• [雑誌論文] Spin Fluid Dynamics Observed by Magnetic Fountain Effect and Mechanical spin pumping effect in the ferromagnetic superfluid^3<He> A_1 Phase (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, A. Yamaguchi, K. Suzuki, H. Ishimoto and H. Kojima
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: 82
• [雑誌論文] H adsorption at Ag/Si interfaces in epitaxially grown Ag(111) films on Si(111) 7×7 substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, L. Shin, T. Sugimoto, H. Hirayama
  • 雑誌名: Surf. Sci. 巻: 604 ページ: 420-423
• [雑誌論文] Superfluid transition of a^4<He> thin film pressurized by bulk liquid^3<He> (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Wasai, S. Murakawa, Y. Tamura, Y. Wada, Y. Aoki, R. Nomura, and Y. Okuda
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. 巻: 158 ページ: 268-274
• [雑誌論文] Transverse acoustic impedance measurements for surface states of superfluid^3<He> A_1 and A_2 phases (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Murakawa, A. Yamaguchi, M. Arai. M. Wasai, Y. Aoki, H. Ishimoto, R. Nomura, and Y. Okuda
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. 巻: 158 ページ: 141-146
• [雑誌論文] Observations on Non-Classical Behavior of Solid^4<He> with Compound Torsional Oscillator (2010)
  • 著者名/発表者名: M. C. Keiderling, Y. Aoki, and H. Kojima
  • 雑誌名: 25^<th> International Conference on Low Temperature Physics(LT25), J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 150 ページ: 32040-32040
• [雑誌論文] Scanning Tunneling Microscope of Bi-induced Ag(111) Surface Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Kato, Y.Aoki, H.Hirayama
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] H adsorption at Ag/Si interfaces in epitaxially grown Ag(111)films on Si(111)7x7 substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Aoki, Lin Shi, Tadashi Sugimoto, Hiroyuki Hirayama
  • 雑誌名: Surface Science 604 ページ: 420-423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dislocation-induced Local Modulation of the Surface States of Ag(111) Thin Films on Si(111) 7×7 Substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sawa, Y. Aoki, and H. Hirayama
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 104
• [雑誌論文] New Anomaly in the Transverse Acoustic Impedance of Superfluid^3<He>-B with a Wall Coated by Several Layers of^4<He> (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Murakawa, Y. Tamura, Y. Wada, M. Wasai, M. Saitoh, Y. Aoki, R. Nomura, Y. Okuda, Y. Nagato, M. Yamamoto, S. Higashitani and K. Nagai
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 103
• [雑誌論文] Hydrogen desorption from 6H-SiC(0001) surfaces during graphitization (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki and H. Hirayama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 95
  • NAID: 130004674169
• [雑誌論文] Spin pump for boosting spin polarization of superfluid^3<He> A_1 phase (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Yamaguchi, Y. Aoki, S. Murakawa, H. Ishimoto, and H. Kojima
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80
• [雑誌論文] Thickness Dependence of Shockley-type Surface States of Ag(111) Ultra-thin Films on Si(111) 7×7 Substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sawa, Y. Aoki, and H. Hirayama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 ページ: 35428-35428
• [雑誌論文] Magnetically induced spin flow and relaxation in superfluid^3<He> A_1"25^<th> International Conference on Low Temperature Physics(LT25) (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Yamaguchi, Y. Aoki, K. Suzuki, H. Ishimoto, and H. Kojima
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 150 ページ: 32122-32122
• [雑誌論文] Transverse Acoustic Impedance of Normal Liquid^3<He> with^4<He> Coating"25^<th> International Conference on Low Temperature Physics(LT25) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Tamura, S. Murakawa, Y. Wada, M. Wasai, M. Saitoh, Y. Aoki, R. Nomura, and Y. Okuda
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 150 ページ: 320106-320106
• [学会発表] Ag(111)/Si(111)表面上にエピタキシャル成長させたPd(111)超薄膜における水素吸着 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島翔、青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 第67回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Pd(111)/Ag(111)/Si(111)における水素昇温脱離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、中島翔、平山博之
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] Hydrogen chemisorption on Si(111)√<3>×√<3> R30°-B passivated surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, and H. Hirayama
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Surface Science(ISSS6)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] エピタキシャルグラフェン成長過程に及ぼすB原子の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、小此木佑太、平山博之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Ag/Si(111)7x7表面のAg/Si境界面に吸着した水素 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石林
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Ag/Si(111)√<3>×√<3> R30°-B界面における水素吸着 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Si(111)√<3>×√<3> R30°-B表面における水素吸着 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 第71回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] H thermal desorption at Ag/Si(111)√<3>×√<3> R30°-B surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, and H. Hirayama
  • 学会等名: 18th International Vacuum Congress(IVC-18)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] 水素吸着したSi(111)√<3>×√<3>-B表面における昇温脱離測定とSTM観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] H thermal desorption Ag/Si(111)√<3x>√<3>R30°-B surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Aoki, H.Hirayama
  • 学会等名: 18^<th> International Vacuum Congress (IVC-18)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] 水素吸着したSi(111)√<3x>√<3>-B表面における昇温脱離測定とSTM観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] Ag/Si(111)√<3x>√<3>R30°-B表面における水素吸着 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Si(111)√<3x>√<3>R30°-B表面における水素吸着 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 第71回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] Hydrogen desorption from ultra-thin Ag films on Si(111)substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuki Aoki
  • 学会等名: The 10^<th> International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interface, and Nanostructures
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2009-09-22
• [学会発表] Ag/Si(111)表面と水素原子の相互作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石林
  • 学会等名: 第70回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 6H-SiC(0001)再構成表面における水素脱離特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] Hydrogen desorption fromultra-thin Ag films on Si(111) substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, T. Sugimoto, L. Shi, and H. Hirayama
  • 学会等名: The 10th International Conference on Atomically Controlled Surfaces
  • 発表場所: Granada, Spain
• [学会発表] Ag/Si(111)上に吸着された水素原子の脱離特性II (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本匡、青木悠樹、平山博之
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
• [備考]
  • URL: http://www.materia.titech.ac.jp/~hirayama/2009hirayamalabHP/