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本研究では超イオン伝導体をSTMの探針として用いることにより、基盤表面への金属原子の付加を、多数回連続して行う可能性を探る。本年度は表面加工用の探針材料のAg置換βアルミナの作製と、Agイオンの移動の様子の電子顕微鏡観察、さらにSTMの装置整備を行った。
1.Ag-βアルミナの作製
Na-βアルミナ結晶をAgNO_3中で煮沸し、NaをAgで置換した。この材料を乳鉢ですりつぶし、c面で劈開した薄膜試料を作製した。
2.超高真空電子顕微鏡によるAg-βアルミナ中のAgイオンの移動の観察
前項で作製した試料をTVカメラが付属した超高真空電子顕微鏡を用いて観察した。試料の端に電子線を集中させるとAgが析出するのが見られ、Agイオンがβアルミナ中に蓄えられていること、それらがc面に沿って超イオン伝導を起こすことが確認された。試料中には大量にAgイオンが蓄えられており、この試料をSTMの加工用探針として用いた場合、基盤表面へ付加するAg原子の量には実際上制限がないことが確認された。
3.双探針STM用探針ホルダーの設計と双探針STM装置の改造
加工用探針を双探針STMに取り付けるための探針ホルダー(次年度設備備品)の設計を行った。また、探針に、電圧パルスを印加できるように、双探針STM装置のプリアンプ部分の改造を行った。
次年度、加工用探針をSTM装置に取り付け、表面加工を行う準備は整ったと言える。
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