電界イオン一磁気力顕微鏡(FI-MFM)の開発とその表面磁性への応用

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03402006
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 桜井 利夫 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20143539)
• 研究分担者: DONGーRYUL JE 東北大学, 金属材料研究所, 外国人特別研究員 ; 渡辺 洋右 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00167181) ; 王 向東 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60240652) ; 宝野 和博 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60229151) ; 橋詰 富博 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70198662)
• キーワード: FI-MFM / STM / フラーレン / シリコン / 銅 / 成長

研究概要

本年度、電界イオン-磁気力顕微鏡(FI-MFM)の開発を進めるとともに、本装置に調整・評価をするために、フラーレンの半導体表面・金属表面における膜成長、アルカリ金属の半導体吸着の研究を進めた。
フラーンンは、ダイヤモンド・グラファイトに次ぐ単素構造として注目をあびていて、1991年初めのKx C_<60>における超伝導発現の発見がこれに輸をかける勢いとなっている。フラーレンは金属原子を含まない物質であるのに磁性の観点からは非常に興味深く、C_<60>-(テトラキス(ジメチルアミン)エチレン)xは強磁性を示す。Cu(111)1×1表面において、C_<60>と表面との結合は比較的弱く、C_<60>は基板のステップに偏析して一次元の島成長をする。吸着量を増すと二次元島に成長し、その後、layer-by-layerで薄膜成長をする。電子的には、C_<60>とCu(111)面との相互作用はさらに興味深く、かなりの量の電荷がCu基板からC_<60>へ移動している。Si(111)7×7及びSi(100)2×1表面においてC_<60>は、シリコン表面のダングリングボンドと強く結合し、室温においてC_<60>の表面での運動は止められている。その結果、C_<60>分子固有の局所電子状態密度分布を反映した内部構造がSTMにより観察された。Si(100)2×1表面におけるC_<60>の薄膜成長は、Stranski-Krastanov型で、第3属目以上においてfcc(111)面方位 を持つ単結晶が成長する。Si(100)表面を約100℃に保ちC_<84>を蒸着させると、単結晶が得られることが、世界で初めて観察された。

研究成果

• [文献書誌] A.Ichimiya,T.Hashizume,K.Ishiyama,K.Motai and T.Sakurai,: "¨Homoepitaxial Growth on the Si(111)7X7Surface,¨" Ultramicroscopy. 42-44. 910-914 (1992)
• [文献書誌] T.Hashizume,M.Taniguchi,K.Motai,H.Lu,K.Tanaka and T.Sakurai,: "¨Scanning Tunneling Microscopy of Oxygen Adsorption on the Ag(110)Surface,¨" Surf,Sci.266. 282-288 (1992)
• [文献書誌] D.Jeon,T.Hashizume,T.Sakurai and R.F.Willis,: "¨Structure and electronic properties of highly ordered single and multi layer of Na oy the Si(111)surface,¨" Phys.Rev.Lett.69. 1419-1422 (1992)
• [文献書誌] T.Hashizume,X.D.Wang,Y.Nishina,H.Shinogara,Y.Saito,Y.Kuk and T.Sakurai,: "¨FI-STM study of C60 on the Si(100)surface,¨" Jpn.J.Appl.Phys.31. 880-883 (1992)
• [文献書誌] M.Suguri,T.Hashizume,Y.Hasegawa,Y.Sakurai and Y.Murata,: "¨Laser etching on the Cl-satruated Si(111)7X7surface at 266nm studied by scanning tunneling microscopy,¨" J.Phys.4. 8435-8440 (1992)
• [文献書誌] K.Hono,K.Hiraga,Q.Wang,A.Inoue and T.Sakurai,: "¨Microstructure of Fe73.5Sil3.5B8Nb3Cul nanocrystalline soft magnelic material investinated by APFIM and HRTEM,¨" Surf.Sci.,. 266. 385-390 (1992)
• [文献書誌] T.Sakurai,T.Hashizume,and Y.Hasegawa,: "“A Study of Alkali Metal Adsorption on Si Surfaces by Field Ion Scanning Tunneling Microscopy,"“Ordering at Surfaces and Interfaces."" Springer,Berlin Heidelberg Eds.A.Yoshimori,T.Shinjo and H.Watanade,10 (1992)
• [文献書誌] T.Sakurai,T.Hashizume and A.Sakai,: ""Observing the Surraces-Scanning Microscopy and Recent Topics,"" Buturigaku Saizennsenn(Frontier in Physics Series),vol.298ed.Y.Otsuki,Baifr-kan Publ.Tokyo,93 (1992)