半導体の表面電子準位バンドの電気伝導特性

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650025
• 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: 表面電気伝導 / 表面電子バンド / 表面超構造 / 半導体 / 2次元電子系 / 反射高速電子回折 / エピタキシー / 磁気抵抗

研究概要

本研究の目的である、表面電子バンドの電子輸送特性を極低温・強磁場中で調べるため、今年度は以下の研究を行った。
(1) 約10Kまで試料を冷却できる超高真空RHEED試料ホルダーを設計・製作して、現有する超高真空RHEED装置に取り付けて動作を確認した。
(2) 上記装置を用いて、低温でのRHEED観察を行ない、Si(111)-4×1-In表面超構造が、約130K以下で4×2構造に相転移することを見いだした。その相転移過程でのRHEEDスポット強度の温度依存性を測定して、連続転移であることを明らかにした。また、他の装置による表面電子状態やSTM観察による結果を総合して、この相転移がパイエルス転移であることを明らかにした。
(3) 上記装置を用いて、Si(111)一√3×√3-Ag表面とSi(111)-7×7清浄表面の電気伝導度の温度依存性を測定した。300K〜40Kの温度範囲で√3×√3-Ag表面の方が高い表面伝導度を示すことがわかった。これらの二つの表面の伝導度の差の温度依存性の測定結果から、表面電子バンドの電子輸送特性を解析しているが、詳細はまだ不明である。

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] N.Sato,T.Nagao,S.Takeda,S.Hasegawa: "Electron Standing waves on the Si(111)-√<3>×√<3>-Ag surface" Physical Review B. 59. 2035-2039 (1999)
• [文献書誌] Z.H.Zhang,S.Hasegawa,S.Ino: "Epitaxial growth of Cu onto Si(111) surfaces at low temperatures" Surface Science. 415. 363-375 (1998)
• [文献書誌] S.Hasegawa,C・-S.Jiang,Y.Nakajima,T.Nagao: "Surface electrical conduction correlated with surface structures and atom dynamics" Surface Review and Letters. 5. 803-819 (1998)
• [文献書誌] S.Takeda,X.Tong,S.Ino,S.Hasegawa: "Structure-dependent electrical conductance through indium atomic layers on Si(111) surface" Surface Science. 415. 264-273 (1998)
• [文献書誌] X.Tong,C.-S.Jiang,S.Hasegawa: "Electronic Structure of the Si(111)-√<21>×√<21>-(Ag+An)surface" Physical Review B. 57. 9015-9023 (1998)
• [文献書誌] 応用物理学会編 長谷川修司他分担執筆: "応用物理用語大事典" オーム社, 1177 (1998)