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極超高真空電子顕微鏡による表面-結晶成長ミクロプロセスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 59420048
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 結晶学
研究機関東京工業大学

研究代表者

高柳 邦夫  東京工大, 理学部, 助教授 (80016162)

研究分担者 山本 直紀  東京工業大学, 理学部, 助手 (90108184)
谷城 康眞  東京工業大学, 理学部, 助手 (40143648)
YAGI Kastumichi  Tokyo Institute of Technology, professor
研究期間 (年度) 1984 – 1986
研究課題ステータス 完了 (1986年度)
配分額 *注記
35,900千円 (直接経費: 35,900千円)
1986年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1985年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1984年度: 26,500千円 (直接経費: 26,500千円)
キーワード超高真空電子顕微鏡 / 高分解能・超高真空電子顕微鏡 / シリコン表面の7×7再配列構造 / 透過回析法による表面構造解析 / 高分解能反射顕微鏡法 / 金原子とクラスター構造の高分解能観察 / 表面・結晶成長のミクロプロセス / 表面 / 結晶成長 / 表面再配列構造 / 吸着構造
研究概要

本研究では、1) 高分解能・超高真空電子顕微鏡の整備と、2)"その場"観察法による原子レベルの表面・結晶成長過程の観察を行った。
1)では、電子顕微鏡の鏡筒内真空度が【10^(-8)】Paで、試料加熱や蒸着などの"その場"観察機能をもち、かつ結晶表面や微粒子構造を原子レベルで観察するために必要な0.22mmの点分解能を具えた装置を開発した。超高真空を達成するため電子顕微鏡を100℃に焼きだす機構など、多くの技術的改良を加え、真空・分解能・"その場"観察法の三機能を集約し、「電子顕微鏡による表面研究」を飛躍的に発展させる手法を確立することができた。
2)では、超高真空電子顕微鏡法による表面観察法として、a)透過電子顕微鏡法と、b)反射電子顕微鏡法について検討した。透過法では、側面投影像(プロファイル イメージ)法により、黒鉛表面に金原子を蒸着した際に金原子が表面を拡散し、数ケの原子が結合して"核"をつくり、それが次第に大きく成長していく過程を原子レベルの分解能で捕えることができた。また、透過電子回析法を用いることによって、結晶表面の構造が原子レベルで解析できることを、シリコン(111)表面の7×7再配列構造が"対双成・吸着原子・積層欠陥"構造であることを解明することにより、具体的に立証した。反射顕微鏡法による表面観察では、シリコンの7×7再配列表面やこの構造が1×1構造と相転移する過程、さらに7×7表面に金を蒸着した際に形成される表面の超構造などを高分解能で捕えることにより、表面や結晶成長過程を1mm程度の大きさをもつ表面超格子のレベルで調べることが可能であることを示した。
以上、高分解能・超高真空電子顕微鏡の開発と、高分解能表面顕微法・回析法の発展を行い、表面・結晶成長過程のミクロプロセスを原子のレベルで解明することを世界に先がけて行った。

報告書

(2件)
  • 1986 研究成果報告書概要
  • 1985 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] 高柳邦夫: Journal of Microscopy. 136. 287-298 (1984)

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  • [文献書誌] 谷城康眞,高柳邦夫,八木克道: Journal of Microscopy. 142. 211-221 (1986)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫,谷城康眞,高橋正悦,高橋茂樹: J.Vac.Sci.Technol.A3. 1502-1506 (1985)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫,谷城康眞,高橋正悦,高橋茂樹: Surface Sci.164. 367-392 (1985)

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  • [文献書誌] 高柳邦夫,谷城康眞: Phys.Rev.B. 34. 1034-1040 (1986)

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  • [文献書誌] 高柳邦夫,谷城康眞,梶山構成: J.Vac.Sci.Technol.B4. 1074-1078 (1986)

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  • [文献書誌] 高柳邦夫: Proc.XIth Int.Cong.on Electron Microscopy Kyoto. 1. 133-136 (1986)

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  • [文献書誌] 高柳邦夫,他: Proc.Xlth Int.Cong.on Electron Microscopy Kyoto. 1337 (1986)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石塚哲夫,高柳邦夫,谷城康眞,八木克道: Proc.XIth Int.Cong.on.Electron Microscopy Kyoto. 1347 (1986)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中山知信,高柳邦夫,谷城康眞,八木克道: Proc.XIth Int.Cong.on Electron Microscopy Kyoto. 1343 (1986)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷城康眞,高柳邦夫,高橋茂樹,高橋正悦,八木克道: Proc.XIth Int.Cong.on Electron Microscopy Kyoto. 1339 (1986)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫: Proc.Mat.Res.Soc.Symposium.vol.56. 129-138 (1986)

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  • [文献書誌] 中山知信,谷城康眞,高柳邦夫: Jpn.J.Appl.Phys.(1987)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中山知信,谷城康眞,高柳邦夫: Jpn.J.Appl.P. (1987)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫: 固体物理. 21. 220-226 (1986)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫: 応用物理. 56. 45-50 (1987)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫: 日本物理学会誌. (1987)

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  • [文献書誌] 高柳邦夫: 表面. 23. 29-41 (1985)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高柳邦夫: 日本学術振興会第145委員会第35回研究会資料. (1987)

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi: "Surface structure imaging by Electron microscopy." Journal of Microscopy.136,. 287-298 ((1984))

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tanishiro, K. Takayanagi, K. Yagi: "Observation of lattice fringes of the Si(111) 7X7 structure by reflection electron microscopy." Journal of Microscopy.142,. 211-221 ((1986))

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, Y. Tanisiro, M. Takahashi, S. Takahashi: "Structural analysis of Si(111)7X7 by UHV-transmission electron diffraction and microscopy." J. Vac. Sci. Technol.A3,. 1502-1506 ((1985))

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, Y. Tanisiro, S. Takahashi, M. Takahashi:"Structural analysis of Si(111)7X7 reconstructed surface by transmission electron diffraction." Surface Sci.,. 164,. 367-392 ((1985))

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, Y. Tanishiro:"Dimer-chain model for the 7X7 and the 2X8 reconstructed surfaces of Si(111) and Ge(111)." Phys. Rev. B.34,. 1037-1040 ((1986))

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, Y. Tanisiro, K. Kajiyama:"On the stability and structure of 5X5 and 7X7 reconstruction of the (111) surface of Si and Ge." J. Vac. Sci. Technol.B4,. 1074-1078 ((1986))

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi:"Surface atomic structure study by UHV-electron microscopy and diffraction." Proc. <XI> th Int. Cong. on Electron Microscopy,. 1,. 1133-1136 ((1986))

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, et al.:"A new ultra-high vacuum and high resolution electron microscope for in-situ surface study." Proc. <XI> th Int. Cong. on Electron Microscopy,. 1,. 1337-1338 ((1986))

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Ishitsuka, K. Takayanagi, Y. Tanishiro, K. Yagi:"Reflection and transmission electron microscopy and diffraction study of Cu condensation on Si(111) 7X7 reconstructed surface." Proc. <XI> th Int. Cong. on Electron Microscopy,. 1,. 1347-1348 ((1986))

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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakayama, K. Takayanagi, Y. Tanishiro, K. Yagi:"Transmission electron diffraction analysis of the Si(001) 2 X1 reconstructed surface:" Proc. <XI> th Int. Cong. on Electron Microscopy,. 1,. 1343-1344 ((1986))

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tanishiro, K. Takayanagi, K. Yagi, S. Takahashi, M. Takahashi: "Validity of kinematical approximation in transmission electron diffraction for structure analysis of Si(111)7X7 reconstructed surface." Proc. <XI> th Int. Cong. on Electron Microscopy,. 1,. 1339-1340 ((1986))

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi:"Initial stages of epitaxy of metals on Si(111)7X7 studied by UHV electron microscopy." Proc. Mat. Res. Soc. Symposium.vol. 56.129-138 ((1986))

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    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, Y. Tanishiro, K. Akiyama, K. Kobayashi and K. Yagi:"Surface structural reconstruction observed by high resolution UHV electron microscopy at atomic level." Jpn. J. Appl. Phys.,.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takayanagi, Y. Tanishiro, K. Akiyama, K. Kobayashi and K. Yagi:"Dynamical Behavior of Gold atomic clusters seen by high resolution UHV electron microscopy." Phys. Rev. Letters.,.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Vac.Sci.Technol.A3-3. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] Surface Sci.164. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] 物理学会講演予稿集. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] 日本結晶学会講演予稿集. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] 日本結晶学会講演予稿集. (1985)Proc.of Material Research Society.

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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