2002 年度実績報告書

新型プローブ顕微鏡による表面「元素」像の描画

研究課題

研究課題/領域番号	13650476
研究機関	特殊法人理化学研究所
研究代表者	田中義人理化学研究所, X線干渉光学研究室, 先任研究員 (80260222)
研究分担者	石井真史高輝度光科学研究センター, 利用促進I, 副主幹研究員 (90281667)
キーワード	表面元素 / プローブ顕微鏡 / 静電容量 / X線吸収スペクトル / 量子ドット / 界面構造 / 自然酸化膜 / 電子捕獲中心
研究概要	昨年度本課題で開発したX線照射可能なプローブ顕微鏡を使って、探針下の局所的な静電容量を介し、表面元素をはじめとして様々な試料のX線吸収スペクトル(X-ray absorption fine structure ; XAFS)を観測することに成功した。本手法により、ナノメートルの空間分解能を持つ元素選択観測、すなわち当初の目標通り表面「元素」像が観測できることを実証した。実測例として、近年電子デバイスの微細化に伴い作製と特性の評価の重要性が高まっている半導体表面極薄酸化膜を本手法で観測することにより、表面の電子捕獲中心の元素組成と構造の特定に成功した。マクロな電気特性とミクロな構造の評価が全く別々に行われている従来の電子捕獲中心の研究に対し、本手法によって初めて両者を一対一対応させることができた。また、ナノメートルサイズの量子ドットの観測にも本手法を適用し、量子ドットの界面電子構造を解明した。すなわち、界面異種原子間での電子雲の偏りによる伝導電子の引き付け効果を見出し、電子捕獲の機構にも踏み込んだ解析が達成できた。この解明過程では、得られたスペクトルを分子軌道計算によって理論解析しており、実験技術の確立に留まらず、データ解析の基礎も構築できた。これにより、本手法の一般化にも道筋がついた。ナノメートル構造内部の特定部位のみの選択解析は他の手法では不可能であり、ナノ電子デバイスの特性を決定し制御する上で重要な新情報を得ることができた。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] M.Ishii, K.Ozasa, Y.Aoyagi: "Selective x-ray absorption spectroscopy of self-assembled atom in InAs quantum dot"Microelectronic Engineering. (in press). (2003)
[文献書誌] Masashi Ishii: "Double Resonance Capacitance Spectroscopy (DORCAS) : A New Experimental Technique for Assignment of Resonant X-ray Absorption Peaks to Surface Sites of Semiconductor"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B. (in press). (2003)
[文献書誌] Yoshihiro Tanaka: "Optical-switching of X-rays using laser-induced lattice expansion"Journal of Synchrotron Radiation. 9. 96-98 (2002)
[文献書誌] Masashi Ishii: "Site-specific x-ray absorption spectroscopy of electron traps by x-ray induced displacement current measurement"Physical Review B. 65. 085310-1-085310-8 (2002)
[文献書誌] Masashi Ishii: "Capacitance x-ray absorption fine structure measurement using scanning probe : A new method for local structure analysis of surface defects"Physica B. 308-310. 1153-1156 (2001)
[文献書誌] Masashi Ishii: "X-ray Absorption Fine Structure Measurement Using Scanning Capacitance Microscope : Trial for Selective Observation of Trap Centers in ~nm Region"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 4415-4418 (2002)
[文献書誌] 石井真史(共著): "X線吸収分光法-XAFSとその応用"アイピーシー出版. 294 (2002)

2002 年度 実績報告書

新型プローブ顕微鏡による表面「元素」像の描画

研究代表者

田中 義人 理化学研究所, X線干渉光学研究室, 先任研究員 (80260222)

研究成果

[文献書誌] M.Ishii, K.Ozasa, Y.Aoyagi: "Selective x-ray absorption spectroscopy of self-assembled atom in InAs quantum dot"Microelectronic Engineering. (in press). (2003)

[文献書誌] Masashi Ishii: "Double Resonance Capacitance Spectroscopy (DORCAS) : A New Experimental Technique for Assignment of Resonant X-ray Absorption Peaks to Surface Sites of Semiconductor"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B. (in press). (2003)

[文献書誌] Yoshihiro Tanaka: "Optical-switching of X-rays using laser-induced lattice expansion"Journal of Synchrotron Radiation. 9. 96-98 (2002)

[文献書誌] Masashi Ishii: "Site-specific x-ray absorption spectroscopy of electron traps by x-ray induced displacement current measurement"Physical Review B. 65. 085310-1-085310-8 (2002)

[文献書誌] Masashi Ishii: "Capacitance x-ray absorption fine structure measurement using scanning probe : A new method for local structure analysis of surface defects"Physica B. 308-310. 1153-1156 (2001)

[文献書誌] Masashi Ishii: "X-ray Absorption Fine Structure Measurement Using Scanning Capacitance Microscope : Trial for Selective Observation of Trap Centers in ~nm Region"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 4415-4418 (2002)

[文献書誌] 石井真史(共著): "X線吸収分光法-XAFSとその応用"アイピーシー出版. 294 (2002)

2002 年度実績報告書

田中義人理化学研究所, X線干渉光学研究室, 先任研究員 (80260222)