走査型TRAXS(全反射角X線分光法)の開発と、それによる表面動的過程の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10555007
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長谷川 修司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (00228446)
• 研究分担者: 長尾 忠昭 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40267456)
• キーワード: 全反射角X線分光法 / 走査電子顕微鏡 / 表面組成分析 / 反射高速電子回折 / エネルギー分散型X線検出器 / 走査型反射電子顕微鏡 / エレクトロマイグレーション / サーフアクタント・エピタキシー

研究概要

昨年度製作した走査型TRAXS-SEM-SREM装置を用いて、様々な測定を行い、表面元素分析法であるTRAXSをSEM-SREM装置と組み合わせることによって、ミクロな領域の構造観察と同時にミクロな領域の元素分析および2次元元素マッピングが可能となり、新しい表面分析手法として有効であることを示すことができた。
(1)エレクトロマイグレ=ションの表面構造依存性の観察:Si(111)表面上にあらかじめ所定の量の金原子層を吸着させて各種の表面超構造を準備し、その上に銀原子層をパッチ 状に蒸着し、その状態でシリコン結晶に直流電流を流して銀原子のエレクトロマイグレーションをSEM-TRAXS法で観察した。その結果、銀原子のマイグレーション速度が、基板の表面構造に敏感に依存して異なることが分かった。これらの現象のメカニズムについて検討した。
(2)走査型TRAXSの検出感度:Si(111)表面上に1原子層以上の銀原子を蒸着して3次元島をつくり、その元素分布の2次元マッピングを走査型TRAXS法を用いて行い、走査TRAXS法の検出感度を調べた。
(3)Si(111)-√<3>×√<3>-Ag表面上でさらに1原子層未満の金原子を蒸着した場合に形成される各種表面合金相をSEM-TRAXS法で観察し、その形成条件を相図として明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] T.Nagao,S.Ohuchi,Y.Matsuoka,S.Hasegawa: "Morphology of ultrathin manganese silicide on Si(111)"Surface Science. 419. 134-143 (1999)
• [文献書誌] H.W.Yeom,S.Takeda,T.Nagao,S.Hasegawa et al.: "Instability and charge density waves of metallic quantum chains on a silicon surface"Physical Review Letters. 82. 4898-4901 (1999)
• [文献書誌] H.Aizawa,M.Tsukada,N.Sato,S.Hasegawa: "Asymmetric structure of the Si(111)-√<3>x√<3>-Ag Surface"Surface Science. 429. L509-L514 (1999)
• [文献書誌] K.Tsuchie,T.Nagao,S.Hasegawa: "Structure of C_<60> layers on the Si(111)-√<3>x√<3>-Ag Surface"Physical Review B. 60. 11131-11136 (1999)
• [文献書誌] N.Sato,T.Nagao,S.Hasegawa: "Si(111)-√<3>x√<3>-Ag Surface at low temperatures : symmetry breaking and surface twin boundaries"Surface Science. 442. 65-73 (1999)
• [文献書誌] K.Horikoshi,X.Tong,T.Nagao,S.Hasegawa: "Structural phase transitions of Pb-absorbed Si(111) surfaces at low temperatures"Physical Review B. 60. 13287-13290 (1999)
• [文献書誌] 日本結晶学会編,長谷川修司他分担執筆: "結晶解析ハンドブック"共立出版(株). 673 (1999)