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2003 年度 研究成果報告書概要

超高真空中走査型マイクロ4端子プローブによる局所表面電気伝導の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13305004
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 表面界面物性
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 松田 巌  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (00343103)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
キーワード4端子プローブ / 金属絶縁体転移 / パイエルス転移 / 表面電気伝導 / シリコン / 表面超構造 / 弱局在 / 擬1次元金属
研究概要

「マイクロ4端子プローブ測定装置」を設計・製作し、完成させた。この装置では、超高真空中で試料温度を室温から10Kまでの範囲で変化させて電気伝導度を測定できる。また、デンマーク工科大学で製作されたマイクロ4端子プローブ(プローブ間隔が4〜40μm)を光学顕微鏡で観察しながら、ピエゾスライドで試料表面に向けて接近・接触させて、ミクロな領域の電気伝導を測定する。また、RHEED(反射高速電子回折)によって試料表面の表面超構造をその場で確認・制御できる。この装置による測定で以下の発見があった。
(1)擬1次元金属系のSi(111)-4×1-In表面を冷却していくと、120K(付近で8×"2"構造の相転移するが、そのとき、電気抵抗が急激に上昇し、金属絶縁体転移を起こすことを見出した。これは、電荷密度波をともなうパイエルス転移説に矛盾しない結果となった。
(2)2次元金属系のSi(111)-√<3>×√<3-Ag>表面を冷却していくと、230K付近で急激に電気抵抗が上昇し、金属絶縁体転移を起こすことを見出した。光電子分光法によるバンド構造の研究も合わせ、低温相はバンド絶縁体ではないことを明らかにし、弱局在に起因する可能性がある。
(3)擬1次元金属系として知られていたSi(557)-Au表面の電気伝導度の温度依存性は、室温以下で熱活性型の半導体的な振る舞いを示した。これは、欠陥によって金属鎖が分断され、ホッピング伝導をしていることに起因すると考えられる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2004 2003

すべて 雑誌論文 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Surface-state electrical conductivity at a metal-insulator transition on silicon2004

    • 著者名/発表者名
      T. Tanikawa, I. Matsuda, T. Kanagawa, and S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Surface-state electrical conductivity at a metal-insulator transition on silicon2004

    • 著者名/発表者名
      T. Tanikawa, I. Matsuda, T. Kanagawa, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Fundamentals and Applications of Surface Science, Ed. Surface Science Society of Japan, Scanning electron microscopy for Nanotechnology2004

    • 著者名/発表者名
      S. Hasegawa, et. al.
    • 雑誌名

      Maruzen

      ページ: 188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Variable-temperature micro-four-point probe method for surface electrical conductivity measurements in ultrahigh vacuum2003

    • 著者名/発表者名
      T. Tanikawa, I. Matsuda, R. Hobara, and S. Hasegawa
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 1

      ページ: 50-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Non-Metallic Transport Property of the Si (111)7×7Surface2003

    • 著者名/発表者名
      T. Tanikawa, K. Yoo, I. Matsuda, and S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 68

      ページ: 113303-1-113303-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Electrical conduction through surface superstructures measured by microscopic four-point probes2003

    • 著者名/発表者名
      S. Hasegawa, I. Shiraki, F. Tanabe, R. Hobara, T. Kanagawa, T. Tanikawa, I. Matsuda
    • 雑誌名

      Surface Review and Letters 10

      ページ: 963-975

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Anisotropy in conductance of a quasi-one-dimensional metallic surface state measured by square micro-four-point probe method2003

    • 著者名/発表者名
      T. Kanagawa, R. Hobara, I. Matsuda, T. Tanikawa, A. Natori, and S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 91

      ページ: 036805-1-036805-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Variable-temperature micro-four-point probe method for surface electrical conductivity measurements in ultrahigh vacuum2003

    • 著者名/発表者名
      T. Tanikawa, I. Matsuda, R. Hobara, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology Vol.1

      ページ: 50-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Non-Metallic Transport Property of the Si(111)7X7surface2003

    • 著者名/発表者名
      T. Tanikawa, K. Yoo, I. Matsuda, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review B Vol.68

      ページ: 113303-1-113303-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Electrical conduction through surface superstructures measured by microscopic four-point probes2003

    • 著者名/発表者名
      S. Hasegawa, I. Shiraki, F. Tanabe, R. Hobara, T. Kanagawa, T. Tanikawa, I. Matsuda, C. L. petersen, T. M. Hansen, P. Boggild, F. Grey
    • 雑誌名

      Surface Review and Letters Vol.10

      ページ: 963-975

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Anisotropy in conductance of a quasi-one-dimensional metallic surface state measured by square micro-four-point probe method2003

    • 著者名/発表者名
      T. Kanagawa, R. Hobara, I. Matsuda, T. Tanikawa, A. Natori, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters Vol.91

      ページ: 033805-1-036805-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] ナノテクノロジーのための走査電子顕微鏡2004

    • 著者名/発表者名
      日本表面科学会編;長谷川修司, 他 分担執筆
    • 総ページ数
      188
    • 出版者
      丸善
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2010-02-04  

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