| 研究課題/領域番号 |
15K05119
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
須藤 彰三 東北大学, 理学研究科, 教授 (40171277)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | Si(110)表面 / 水素終端シリコン表面 / 1次元フォノン / 1次元電子状態 / 2次元電子状態 / DFT計算 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、我々の研究グループで開発した高品位な水素終端Si(110)-(1×1)表面[H:Si(110)]を用い、その表面及びバルク構造に由来するフォノンと電子状態を明らかにすることにある。加えて、H:Si(111)表面も含め、表面の物性研究やデバイスへの応用を目指した基礎研究も行う。本年度は、昨年度の成果を発展させるために、引き続き表面フォノン、表面及びバルクの電子状態の研究を中心に実験と理論解析を行った。加えて、平坦な表面の作製のために、化学的なエッチング過程の実験的・理論的研究も遂行した。 その結果、以下の8項目の成果を得た。
（１）計画に従って、重水素化表面D:Si(110)及びD:Si(111)表面の開発を行い、論文を発表した。（２）本申請で計画した電子エネルギー損失分光法による測定に加え、赤外フーリエ分光法で測定を行った。（３）電子状態に関して、局所電子密度近似を用いて第一原理計算を行った。その計算と昨年度実施した高分解能角度分解光電子分光法によって得られたエネルギー分散曲線との比較を行い、電子状態を明らかにした。（４）計画に従って、上記エネルギー分散曲線からΓ-Ｘ方向及びΓ-Ｘ’ 方向のホール移動度を求め、現在のデバイス特性との関連を議論した。（５）項目（３）及び（４）を論文としてまとめ、投稿した。（６）昨年度明らかになったエッチング過程で出現するΓ-Ｘ方向の特異な1次元構造に関して解析を進めた。非線形偏微分方程式Kuramoto-Sivashinsky方程式に従うことを明らかにした。（７）その妥当性と適用可能性を探究するために、Si(110)微傾斜面を用いてエッチング過程の観察をAFMにより行った。（８）計画に従って、H:Si(111)表面におけるAgクラスターの初期成長過程をSTM及びAFMで観察した。その結果、特異な量子サイズ効果の発現を観察した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
a. 実績（１）から（８）に述べたように、多少の遅れはあるが、計画通りに実験結果と理論計算結果が得られており、国際会議で2件、国内の学会で1件の招待講演と12件の発表を行っている。
b. 実績（１）に述べたように、重水素化表面D:Si(110)-(1×1)及びD:Si(111)-(1×1)表面の開発を行い、論文として発表した。
c. 実績（５）に述べたように、Si(110)面の電子状態とホール易動度に関する論文をまとめ投稿した。現在、査読結果に対する回答及び改訂原稿を提出し、再審査の結果を待っているところである。
d. 申請書に記述した実験データに関して、H:Si(110)及びH:Si(111)表面の酸化に関する以外、すべてを取得した。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度にあたり、申請書に記述した計画と比較すると、実験及び理論計算においてH:Si(110)及びH:Si(111)表面の酸化に関する計画以外は、すべてを取得した。
本年度は、今年度実績に基づき、以下の６項目の研究の実施を計画している。
（A）項目（２）に関して：赤外分光の測定結果の解析と論文としての発表。（B）項目（５）に関して：出版に向けて論文査読への応答。（C）項目（６）に関して：論文執筆と投稿。
（D）項目（７）に関して：実験結果の解析、理論計算、まとめと論文の執筆。（E）項目（８）に関して：実験結果の解析とまとめ、論文の執筆。（F）上述のH:Si(110)及びH:Si(111)表面の酸化過程の実験の遂行。
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