メタステ-ブル原子をプロ-ブとする電子放射顕微鏡の開発とその固体表面への適用

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01060002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 原田 義也 東京大学, 教養学部, 教授 (20013477)
• 研究分担者: 市ノ川 竹男 早稲田大学, 理工学部, 教授 (70063310)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 電子分光 / 固体表面

研究概要

1.装置の細部設計 精度の高い計算によって、メタステ-ブル電子放射顕微鏡の各部の収差とエネルギ-分解能のシミュレ-ションを行なった。設計の際に次の3つの新しい試みを採用した結果、従来に比べて性能が一段と向上することが明確になった。
(1)無収差偏向器の新しい設計、(2)対物静電レンズの収差の減少、(3)高いエネルギ-分解能および小さい収差の静電レンズ系をもったウィ-ン・フィルタ-型エネルギ-選別レンズ(8極子型)の新しい設計。
2.真空紫外光源の開発 従来用いてきた冷陰極型放電管に加えて熱陰極型He I放電管を試作し、強度の検討を行なった。後者についてはさらに強度を増大させる必要がある。
3.画像処理系の整備 電子顕微鏡像をCCDカメラによりTV操作で記録する画像処理システムを開発した。このシステムでは、(1)ノイズの低減、(2)コントラスト強調、(3)歪み補正、(4)フ-リエ変換、(5)定量化、(6)スペクトルノイズの低減、(7)二つの画像の間での加減乗除などが可能である。
4.PIESとUPSの測定 電子放射顕微鏡によるミクロな部分のスペクトルと比較検討するため、シリコンの清浄表面およびそれにアルカリ金属が吸着した表面のペニングイオン化電子スペクトル(PIES)と紫外光電子スペクトル(UPS)を測定した。清浄面では半導体表面におけるメタステ-ブル原子の脱励起過程、吸着面ではアルカリ吸着系の構造と電子状態について有用な知見が得られた。なお前年度に整備した試料調製用真空装置にLEED/AES電子分光装置を付属させ、表面の構造や原子組成についても直接的な情報が得られるようにした。

研究成果

• [文献書誌] S.Masuda: "Spatial distribution of 3d electrons in sandwich compounds studied by PIES" J.Am.Chem.Soc.112. 6445-6446 (1990)
• [文献書誌] H.Ushijima: "Unusually high oxidation halfーwave potentials of diーand trichalcogena[3]ferrocenophanes" Bull.Chem.Soc.Jpn.63. 1015-1019 (1990)
• [文献書誌] S.Masuda: "Wave function of graphite surface studied by metastable atom electron spectroscopy" J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.51. 167-171 (1990)
• [文献書誌] H.Ishii: "Selective observation of Si(111) surface states by metastable atom electron spectroscopy" J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.52. 127-132 (1990)
• [文献書誌] S.Masuda: "Spatial distribution of wave function of a graphite surface by use of metastableーatom electron spectroscopy" Phys.Rev.B42. 3582-3585 (1990)
• [文献書誌] H.Ozaki: "Penning ionization electron spectroscopy of nーalkane ultrathin films." J.Am.Chem.Soc.112. 5735-5740 (1990)
• [文献書誌] H.Ozaki: "Penning ionization electron spectroscopy of iron phthalocyanine thin films" J.Chem.Phys.92. 3184-3188 (1990)
• [文献書誌] Y.Harada: "Penning ionization electron spectroscopy of organic molecules" Pure & Appl.Chem.62. 457-462 (1990)
• [文献書誌] S.Masuda: "Observation of unusually enhanced satellite band in PIES of benzene and toluene" Phys.Rev.Lett.65. 3257-3260 (1990)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Surface deffects of MoS_2 crystal observed by scanning LEED microscopy" Surface Sci.231. L189-L195 (1990)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Surface analytical scanning electron microscopy in ultrahigh vacuum combined with STM" Surface and Interface Analysis. 16. 87-96 (1990)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Scanning tunnelling microscopy observastion of MoS_2 surface and gold clusters deposited on MoS_2 surface" J.Vac.Sci.Technol.A8. 500-503 (1990)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Epitaxial growth in Cu/Si(001)2×1 at high temperatures" Surface Sci.241. 416-424 (1991)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Scanning tunneling microscopy of monolayer graphite epitaxially grown on TiC(111) surface" Surface Sci.
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Electromigration of metallic islands on Si(100)" Phys.Rev.Lett.
• [文献書誌] 大島 忠平: "固体表面上の単原子層グラファイト" 固体物理. 26. 37-43 (1991)
• [文献書誌] 市ノ川 竹男: "Si(100)上の金属クラスタ-のElectromigration" 日本学術振興会第141委員会資料. 66. 44-47 (1991)