電気化学的原子層エピタキシャル成長による超格子構造形成法の確立

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13554026
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 魚崎 浩平 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20133697)
• 研究分担者: 國松 敬二 エクォスリサーチ(株), 札幌研究室, 研究室長 ; 近藤 敏啓 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70240629) ; 八木 一三 北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40292776)
• キーワード: 電気化学 / エピタキシャル成長 / 超格子構造形成法 / 金単結晶電極 / in situ STM / AFM / X線回析

研究概要

1)電気化学的原子層エピタキシャル成長の機構と形成層の特性を明らかにするために、Au(111)およびAu(100)電極上へのパラジウムの電析過程を二次高調波発生分光法により追跡した。Au(111)電極表面上へのPd析出の場合では、多結晶Au電極表面で見られた同様のSHG信号応答が観測された。一方、Au(100)電極表面の場合では、Pd析出に伴うSHG信号の変化は殆ど無かった。この結果は、SHG信号の増強は面方位依存性を有していることを示しており、共鳴SHG信号は(111)面に局在していることが明確にわかった。現在、Pd/Au(111)表面における波長依存性と表面方位角依存性についての測定および解析を実施している。また、析出薄膜の光学特性を決定するために分光エリプソメトリーを導入した。
2)光アシスト電析法により、Si(111)表面にCdTeをエピタキシャル成長させることに成功した。この様にして作製したエピタキシャル層は非常に高い発光特性を示した。
3)化学エッチング法により水素で終端化されたSi(111)とSi(100)表面へのAu、Pt、PdやCuなどの金属の成長過程をin situ AFM測定で原子レベルで追跡し、エピタキシャル成長の可能性を探った。また、GaAs上への銅の析出過程を二次高調波発生分光法で追跡した。

研究成果

• [文献書誌] Hideo Naohara et al.: "Thickness Dependent Electrochemical Reactivity of Epitaxially Electrodeposited Palladium Thin Layers on Au(111) and Au(100)"Journal of Electroanalytical Chemistry. 500・1-2. 435-445 (2001)
• [文献書誌] Toshihiro Kondo et al.: "Formation and Electrochemical Characteristics of Multilayers of Au Nanoclusters Covered by Mixed Self-Assembled Monolayers of.Three Kinds of Alkanethiols with Methyl, Ferrocene, or Carboxylate Terminal Group on Au(111) Surface"Chemistry Letters. 930-931 (2001)
• [文献書誌] H. Kawamura et al.: "Evidence for the Diffusion of Au Atoms into the Te UPD Layer Formed on a Au(111) Substrate"Journal of Electrochemical Society. 149・2. C83-C88 (2002)
• [文献書誌] M.E. Quayam et al.: "Mechanism for Nucleation and Growth of Electrochemical Palladium Deposition on an Au(111) Electrode"Journal of Electroanalytical Chemistry. (in press).
• [文献書誌] Tadashi Awatani et al.: "Second Harmonic Generation Study on Electrochemical Deposition of Palladium on a Polycrystalline Gold Electrode"Journal of Electroanalytical Chemistry. (in press).
• [文献書誌] Toshihiro Kondo et al.: "In situ Structural Study on Underpotential Deposition of Ag on Au(111) Electrode Using Surface X-ray Scattering Technique"Journal of Electroanalytical Chemistry. (in press).
• [文献書誌] M. Takahashi et al.: "Heteroepitaxial Growth of CdTe on p-Si(111) Substrate by Pulsed-light Assisted Electrodeposition"Applied Physics Letters. (in press).
• [文献書誌] Toshiya Saito et al.: "In situ Study of Ultra-thin Film Formation on Au(111) Surface in Propylene Carbonate by Scanning Tunneling Microscopy Under Potential Control"Journal of Electrochemical Society. (in press).