メタステーブル原子をプロー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

1992 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.電子放射顕微鏡の性能テスト
試料に水銀灯または電子線を入射し、光電子顕微鏡、低エネルギー電子反射顕微鏡およびミラー顕微鏡として使用した場合の電子光学系の性能テストを行なった。それぞれの空間分解能は500Aに達し、基本設計に近い空間分解能が得られていることが明らかになった。また試料から放射する光電子のエネルギーをウインフィルター型分析器で分光またはフィルターすることに成功した。エネルギー分析器の分解能は約1eVであった。これらの実験により、電子放射顕微鏡としての電子光学系の性能テストをほとんど完了した。
2.固体表面の顕微鏡による観察
半導体表面に蒸着した金属層が温度によって変化する挙動および金属のアイランドが下地に流す電流によって移動する様子を光電子顕微鏡、ミラー顕微鏡および低エネルギー電子顕微鏡によって観察し、ビデオテープに記録した。それぞれの表面電子顕微鏡法は表面のミクロな特徴を鋭敏に解析できることが明らかになった。また単原子層ステップの温度変化により動的観察も行なった。これらの結果に基づいて、試作した装置が表面の温度変化や吸着状態をその場観察するのにきわめて有効であることが確められた。
3.PIESとUPSの測定
電子顕微鏡によるミクロな部分のスペクトルの比較検討するため、現有の電子分光器を用いて、有機物蒸着膜、二硫化モリブデン、稀土類系無機化合物等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。いずれの試料でも、PIESでは表面最上層の電子状態が鋭敏に観測された。

研究成果

• [文献書誌] S.Masuda: "The CO-CO interactions in transition-metal hexacarbonyls studied by Penning ionization electron spectroscopy:Cr(CO)_6,Mo(CO)_6,and W(CO)_6" J.Chem.Phys.96. 2469-2474 (1992)
• [文献書誌] S.Masuda: "Observation of Auger transitions across the surface of Si(111)-7X7 by metastable atom electron spectroscopy" Solid State Comm.82. 587-590 (1992)
• [文献書誌] S.Fujisawa: "Penning ionization electron spectroscopy of dichloro-and trichlorotoluenes" J.Phys.Chem.96. 6199-6203 (1992)
• [文献書誌] W.S.Chin: "Penning ionization electron spectra of nitro compounds Relat.Phenom." J.Elecron Spectrosc.Relat.Phenom.60. 101-116 (1992)
• [文献書誌] K.Mochida: "He I photoelectron spectra of polygermanes" Chem.Lett.2281-2284 (1992)
• [文献書誌] H.Itoh: "Low-energy electron diffraction and scanning tunneling microscopy studies of the Pt/Si(001)surface" Phys.Rev.B. 45. 11136 (1992)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Electromigration of metallic islands on the Si(001)surface" Nanotechnology. 3. 147-151 (1992)
• [文献書誌] H.Itoh: "Structure of double atomic-height steps in Si(001)vicinal surface observed by scanning tunneling microscopy" Surf.Sci.Lett.277. L70-L76 (1992)
• [文献書誌] T.Ichinokawa: "Electromigration of metallic islands on the Si(001)surface" Phys.Rev.B. 47. 15 (1993)
• [文献書誌] H.Itoh: "Nucleation and surface reconstruction of Pd on Si(100)observed by scanning tunneling microscopy" Surf.Sci.279. SSC04580 (1993)
• [文献書誌] T.ichinokawa: "Electro-and thermal migration of metallic islands on Si(100)surface" Jpn.J.Appl.Phsy.32. 97-103 (1993)