原子レベルのトンネル物性

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05245101
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河津 璋 東京大学, 工学部, 教授 (20010796)
• 研究分担者: 長谷川 哲也 東京大学, 工学部, 講師 (10189532) ; 富取 正彦 東京工業大学, 大学院総合理工, 助手 (10188790) ; 重川 秀実 筑波大学, 物質工学系, 講師 (20134489) ; 小川 恵一 横浜市立大学, 大学院・総合理学研究科, 教授 (00233411) ; 岩澤 康裕 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40018015)
• キーワード: 走査トンネル顕微鏡 / 走査トンネル分光法 / シリコン表面構造 / GaAs(001)表面 / 電荷移動錯体 / 高温超伝導体 / 電荷密度波

研究概要

本研究班では、固体表面の物性の原子レベルでの解明を目的として、走査トンネル顕微鏡法(STM)及び走査トンネル分光法(STS)等により、研究を行っている。河津は、Si(100)表面上にGaの吸着時の、2×2、2×3相等について研究を行った。この結果、2×2構造においては、Gaの2量体が基板のSiの2量体と平行に吸着して、Ga原子上に空準位が存在すること、2×3構造では、Gaのdimer列間にSiのdimer列が存在すること、及び、Gaの2量体上に空準位が、Siの2量体上に占有準位が存在することを見いだした。岩澤は、Si(111)7×7表面におけるGa(CH3)3とGa(C2H5)3の熱分解及び光分解過程について研究し、複雑な分解反応の存在を見いだした。この他に、TiO2(110)表面でのHOOHの反応についても研究した。小川は、Si(111)表面の1×1構造から7×7構造への相転移に関して研究した。この結果、faultedhalfで囲まれた、3角形状の7×7ドメインの形成されることを明かにした。重川は、Se/GaAs(001)-2×3構造の形成条件に関して研究し、Ga2Se3の2次元構造の形成機構を、電荷の移動も含めて説明するモデルを得た。また、(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2の200K付近での金属-絶縁体転移についても研究した。富取は、Si(001)表面におけるSiおよびGe原子の吸着過程及び電子状態について研究した。これらのdimer列の終端部では、1dimer分だけ離れた箇所にdimerが形成されることを見いだした。長谷川は、高温超伝導体及び層状遷移金属カルコゲナイトについて低温STM/STS観察を行った。Y型超伝導体で明確な超伝導ギャップを初めて観察し、層状物質で電荷密度波の変調に応じた局所状態密度の変化の測定に成功した。

研究成果

• [文献書誌] H.Sakuma,A.Kawazu,T.Sueyoshi,T.Sato,M.Iwatsuki: "Adsorption of Bismnth on Si(110) Surfaces Studied by Scanning Tunneling Microscopy" Jpn.J.Appl.Phys.32. 2929-9933 (1993)
• [文献書誌] R.Sioda,A.Kawazu,A.A.Baski,C.F.Qnate,J.Nogami: "Bion Si(111):Two Phases,of the √<3>×√<3> Surface Reconstruction" Physical Review. B48. 4895-4898 (1993)
• [文献書誌] J.Inukai,W.Misutani,K.Fukui,H.Shimizu,Y.Iwasawa: "Photochemical Decompositien of Triethylgallium on Si(111) Studied by Means of STM,LEED,AES and Mass Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys.32. 1768-1771 (1993)
• [文献書誌] H.Shigekawa,H.Oigawa,K.Miyake,Y.Aiso,Y.Nannichi,T.Hashizume,T.Sakurai: "Selenium-treated GaAs(001)-2×3 Surface Studied by Scanning Tunneling Microscopy" Appl.Phys.Lett.(to be published).
• [文献書誌] M.Tomitori,K.Watanabe,M.Kobayashi,F.Iwasaki and O.Nishikawa: "Layered heteroepitaxial Growth of Germanium on Si(015) Observed by Scanning Tunneling Microscopy" Surface Science. 301. 214-222 (1994)
• [文献書誌] T.Hasegawa,M.Nantoh,S.Heike,A.Takagi,M.Ogino,M.Kawasaki,H.Koinuma,K.Kitagawa: "Scanning Tunneling Spectroscopy on High Tc Superconductors" J.Phys.Chem.Solids. 54. 1351-1357 (1993)
• [文献書誌] 河津 璋(分担執筆): "有機分子aSTM/AFM" 応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会, 174 (1993)