新型電子分析器による半導体表面超格子構造からの光電子放出パタ-ンの研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460257
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大門 寛 東京大学, 理学部, 助手 (20126121)
• 研究分担者: 井野 正三 東京大学, 理学部, 教授 (70005867)
• キーワード: 球面鏡分析器 / エネルギ-分析器 / 分析器 / 2次元検出 / 角度分布 / 光電子分光 / 光電子回析 / 表面

研究概要

本研究の目的は、我々が新しく発明した「あるエネルギ-の粒子の角度分布を2次元像として表示する分析器」(特許出願中)を用いて、半導体表面超格子構造からの光電子の角度分布を測定することである。この分析器には「像が全く歪まない」、「従来の8000倍も明るい」など、数々の利点があり、多くの新しい発見が期待できるものである。
平成元年度は、Si清浄面に金などを吸着させた超格子構造にX線を照射して出て来る内殻からの光電子の放出角度分布パタ-ンを観測する予定であった。そのために、X線源を購入し、それを用いて2次元検出のX線光電子回析の実験を行うことになっていた。Siなどの半導体表面に吸着している金や銀などの金属原子から出て来る光電子の放出角度分布の2次元パタ-ンを測定すると、吸着原子の内殻から出て来る光電子は、周りの原子によって散乱されながら出て来るので、そのパタ-ンには直接出てきた電子波と散乱された電子波との干渉パタ-ンが現れており、そのパタ-ンを解析することにより、吸着原子の周りの構造を調べることができる。購入するX線源はそのための励起X線を発生させるためのものである。しかしながら、現有の装置に取り付けて実験を行うためには、通常のX線源では距離が離れているため強度が足りないので新しい方式を考案して(特許申請中)改造を行った。改造は成功したがこの改造に時間がかかり、平成2年1月にやっと立会い検査ができ、つい最近納入されたばかりである。改造の結果は満足すべき物であり、強いX線が得られた。その間、平成元年度はX線の替わりにシンクロトロン放射を用いて予備実験を行った。その結果、世界で初めて光電子の2次元角度分布パタ-ンを測定することができた。シンクロトロンでは、時間が限られていて質の良い測定にはならないが、今回納入されたX線源により、これから速やかに良質のデ-タが得られるのは確実である。

研究成果

• [文献書誌] H.Namba,H.Daimon,et al.: "Soft x-ray beamline (10-1000eV) with a plane grating monochromatore for surface studies" Review of Scientific Instrument. 60. 1909-1912 (1989)
• [文献書誌] H.Daimon et al.: "Study of the Si(111)√<3>×√<3>-Al surface structure by kinetic energy dependence of polar angle photoelectron diffraction" Surface Science. 221. 244-252 (1989)
• [文献書誌] H.Daimon and S.Ino: "One dimensional circular diffraction patterns" Surface Science. 222. 274-282 (1989)
• [文献書誌] H.Daimon and S.Ino: "Improvement of the spherical mirror analyzer" Review of Scientific Instrument. (1990)
• [文献書誌] H.Daimon et al.: "A study of the Si(111)5×2-Au structures by Li adsorption and their co-adsorbed superstructures" Surface Science. (1990)
• [文献書誌] Shik Shin,S.Suga,H.Daimon et al.: "Vacuum ultraviolet reflectance and photoemission study of metal-insulator phase transition in VO_2,V_6O_<13> and V_2O_3" Physical Review B. (1990)
• [文献書誌] 大門寛: "未来をになう材料科学" クバプロ出版, 230-238 (1989)