トポロジカルな構造を有する基板表面上の有機薄膜成長・分子拡散:光電子放射顕微鏡によるリアルタイムイメージング

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13450005
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 上野 信雄 千葉大学, 工学部, 教授 (40111413)
• 研究分担者: 奥平 幸司 岡崎国立共同研究機構, 分枝科学研究所, 助教授 (50202023) ; 解良 聡 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (10334202)
• キーワード: 光電子顕微鏡 / 有機薄膜界面 / 有機デバイス / 有機 / 金属界面 / 表面拡散

研究概要

光電子放射顕微鏡(PEEM)のリアルタイムイメージングを実現のため、光電子励起用UV光を石英レンズ群を利用して試料表面上に収束させることを試み、数倍程度の光電子放出強度を得ることができた。
一方、昨年度までの研究で、SiO_2パターンを作製したSi(100)上でのCuフタロシアニン薄膜の成長過程をPEEMとMEEM(準安定励起原子電子放射顕微鏡)で追跡した結果、MEEM像でのみSiO_2パターンエッジで異常なコントラストが観測された。これは、MEEMが試料最表面の電子状態を選択的に反映することから、パターンエッジでCuフタロシアニン分子の配向が、テラスの領域とは異なっているためと考えられた。本年度は、上記強度を改善したPEEMとMEEMにより、分子配向の基板表面構造依存性をより精密に追跡し、パターンエッジで分子配向が異なるという結論を得た。
本研究の過程で、MoS_2単結晶上にエピタキシャル成長させた有機半導体PTCDA薄膜上にインジューム金属の正方形ミクロ構造を作製したところ、PEEMによって三角形の像が確認されるという非常に興味ある現象が発見された。尚、三角形の領域にインジュームが存在することを、In3d_<5/2>光電子のイメージングにより確認した。この結果は、インジューム金属原子がPTCDA薄膜上/中を横方向に異方性拡散・反応した結果と考えられ、現在基板、金属などを変えることによりその現象の原因を調べている。

研究成果

• [文献書誌] H.Setoyama, S.Kera, Koji.K.Okudaira, M.Hara, Y.Harada, N.Ueno: "Outermost Surface Reactions of Molecular Thin Films Induced by Metastable-Atom Impacts"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 597-601 (2002)
• [文献書誌] H.Setoyama, S.Kera, T.murase, M.Imamura, Koji.K.Okudaira, N.Ueno: "Partial ion yield and NEXAFS of 2-(perfluorooctyl)ethanethiol self-assembled monolayer : Comparison with PTFE results"Nuclear Inst.and Methods in Physics Research. B199. 275-279 (2003)
• [文献書誌] H.setoyama, K.Ohara, T.Suzuki, Y.Sakamoto, Koji.K.Okudaira, N.Ueno: "Excited states of perfluorinated Oligo(p-phenylene)by inner-shell excitation"Nuclear Inst.and Methods in Physics Research. B199. 265-269 (2003)
• [文献書誌] H.Yamane, K.Ito, S.Kera, K.K.Okudaira, N.Ueno: "Low-energy electron transmission through organic monolayers : An estimation Of the effective monolayer potential by an excess electron interference"J.Appl.Phys.. 92. 5203-5207 (2002)
• [文献書誌] H.Yamane, K.Ito, S.Kera, K.K.Okudaira, N.Ueno: "Low Energy Electron Transmisson Study of Indium /(perylene-3,4,9,10-Tetracarboxylic Dianhydride) System"Jpn.J.Appl.Phys. 41. 6591-6594 (2002)
• [文献書誌] Y.Azuma, K.Iwasawa, T.Kurihara, K.K.Okudaira, Y.Harada, N.Ueno: "Low energy electron diffraction of the system In-[perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride] on MoS2"J.Appl.Phys. 91. 5024-5028 (2002)