| 研究課題/領域番号 |
08454072
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
須藤 彰三 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40171277)
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| 研究分担者 |
坂本 一之 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70261542)
内田 和喜男 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50005790)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| キーワード | カーボン60(C_<60>) / 結合軌道 / 電子エネルギー損失分光(HREELS) / 走査トンネル顕微鏡(STM) / 光電子分光法(PES) / Si(III)7×7 / Si(100)2×1 / 電荷移動 |
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| 研究概要 |
(a) 表面局所構造の電子状態を研究する手段として高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)と走査トンネル顕微鏡(STM)との複合測定装置(HREELS-STM)を開発してきた。さらに、その有効性を検証するために、光電子分光法(PES)による電子状態の測定も行い、HREELS-STMの測定結果と比較した。この複合測定装置を用いることによって、(1)C_<60>分子とシリコン表面の相互作用、(2)C_<60>、C_<70>分子を前駆体とした炭化ケイ素(SiC)薄膜の形成過程、(3)Ag(110)表面の(-Cu-O-)一次元鎖と(Cu)_6クラスターの形成過程、(4)Si(111)7x7表面の酸素分子の反応過程を明らかにした。特に、C_<60>の吸着したSi(111)-(7x7)、Si(100)-(2x1)表面では、HREELSによる測定の結果、Si(111)-(7x7)表面に0.25原子層吸着した場合、C_<60>は、Si(111)-(7x7)表面では強い化学結合(イオン結合)を形成すること、さらに、シリコン表面からC_<60>への電荷移動量が(3±1)個であることを明らかにした。それ以上の吸着ではファンデン・ワールスカによる物理吸着を示す。一方、Si(100)-(2x1)表面では、どの吸着量でも物理吸着である。STM観察もこれらの結果を支持する。光電子分光法による荷電子帯スペクトルには、両表面とも0.25原子層吸着した場合、2.4eVに結合軌道が観測された。さらに吸着量を増すと、結合軌道は消失する。この振る舞いは、Si(111)-(7x7)表面のHREELS測定と一致するが、Si(100)-(2x1)表面の測定結果とは異なる。カーボン1s内殻準位、シリコン2p内殻準位の測定とあわせて議論した。
(b) 以上の研究結果、HREELS-STMは表面局所構造の電子状態と振動状態の研究に究めて有効性であることが示された。
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