| 研究課題/領域番号 |
10555008
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
富取 正彦 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (10188790)
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| 研究分担者 |
新井 豊子 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (20250235)
大塚 信雄 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (80111649)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | 電界電子放射走査型プローブ顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡 / ビルドアップ探針 / 電界放射 / 電子エネルギー分析 |
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| 研究概要 |
本研究では、STMと電子エネルギー分光器を複合化し、探針から電界放射させた電子を試料表面に入射させ、その入射領域から後方散乱される電子のエネルギーを分析できる複合型電界電子放射走査型プローブ顕微鏡を開発した.
この装置ではSTM探針と電界放射針は同一であり、電子源として安定に動作できる探針の作成技術が重要である.そこで、[111]方位のW単結晶ロッドから電解研磨により作成した針に、超高真空中で高電界を印加しながら加熱して先端を先鋭化させるビルドアップ法(熱電界印加法)を適用した.加熱中に高電圧を印加すると、探針表面の分極した原子が電界の勾配に比例した力を受けて特定の指数をもつファセットが広がる.3つのファセットが交差する頂点方向を針の主軸に選ぶことによって先端を先鋭化できる.ビルドアップ探針は、試料後方に設置した蛍光スクリーンにFEM/FIM像を映しだして評価し、電子が針先端の限定された1領域からのみ電界放射されていることを確認し、照射領域がSTM走査領域と対応できるようにした.この探針でSTM観察したのち、探針を試料からわずかに離し試料表面(Si、Ag、Mo、Ta、C、Ge/Si(111))に電界放射電子を照射した.その結果、試料表面の微小領域から後方散乱される弾性散乱、プラズモン損失、オージェ電子を検出し、本装置の性能を実証した.本手法では、負の電圧を印加した探針が試料に接近しているので、試料面から放出された電子が探針からの電界の影響を受けて軌跡が偏向する場合がある.簡易型シールド電極を探針と試料間に挿入し影響を減らした.また、探針-試料間に励起される電子定在波がもたらす微分コンダクタンスの変化も調べた.本研究により、ビルドアップSTM探針を電界放射電子源とした微小領域後方散乱電子分光の道を拓いた.
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