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新たに改良されたエネルギーフイルター型RHEED装置が完成した。それはチャンネルトロン検出器、阻止電圧に印加される高周波、そしてロックインアンプを用いたエネルギー損失計測システムを備えている。周波数ωの高周波電圧が阻止電圧に重畳されているエネルギーフイルターを通過する電子線は、可動式のチャンネルトロンで検出され、最終的にロックインアンプに入力される。周波数ωの信号成分がロックインアンプから出力されれば、エネルギー微分されたスペクトル、すなわち従来のエネルギー損失スペクトルが直接的に得られる。
この装置を用いて鏡面反射電子線のエネルギー損失スペクトルがSi(111)7x7表面及びその上に堆積したIn原子層に対して測定された。その得られた結果は以下のようにまとめられる。
1.Si(111)7x7表面に対して、表面プラズモン励起の平均回数は1/sinθ(θは入射電子線の視射角)に比例して変化する。実験的に得られた1/sinθの係数はLucasによって計算された理論値とほぼ一致することが確認された。2.表面プラズモン励起回数は、回折効果によるためか[11-2]入射に対して視射角4°付近で異常増加することが始めて発見された。3.Siの表面プラズモンエネルギー11.7eVはInの1原子層の堆積でもほとんど変化しない。1原子層を越えるとそのエネルギー値は緩やかに減少し、30Å程度の膜厚でほぼ一定値10.4eVとなる。このエネルギー値はInの表面プラズモンエネルギー値の8.9eVより依然と大きく、SiとInの表面プラズモンエネルギー値のほぼ中間に相当する。このことは表面プラズモン損失エネルギーがSiとInとの間の界面領域に強く影響を受けているものと考えられる。
このように、エネルギー損失計測システムを備えたエネルギーフイルター型RHEEE装置はRHEEDにおける未知の非弾性散乱分野に対して強力な道具となるものと期待される。
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