シリコン表面上の原子トラップ機構の解明と探索

• 研究課題/領域番号: 23K03270
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 須藤 彰三 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 特定教授 (40171277)
• 研究分担者: 川勝 年洋 東北大学, 理学研究科, 教授 (20214596) ; 冨田 知志 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 准教授 (90360594)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023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: 原子トラップ / 表面拡散 / 温度可変型走査トンネル顕微鏡 / シリコン / 水素終端

研究開始時の研究の概要

本研究では、温度可変型走査トンネル顕微鏡により、原子トラップ機構の解明と検証を行うこと、及び水素終端シリコン表面を用いた原子トラップ現象の探索を行うことを目的とする。はじめに、基板温度を10‐500 Kの範囲で変化させ、原子のホッピング運動を追跡し、シリコン表面における原子トラップの機構と原子ホッピングを行う表面ポテンシャルを明らかにする。次に、新たな原子トラップを探索するために、水素終端H:Si(110)-(1×1)表面の開発し、水素原子を引き抜くことにより原子トラップを形成する。これらの成果は、シリコン基板表面の単原子制御や金属ナノクラスター成長に新たな知見をもたらすものと期待される。