| 研究分担者 |
山中 昭二 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90081314)
生天目 博文 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (10218050)
木村 昭夫 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00272534)
佐藤 仁 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教授 (90243550)
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| 研究概要 |
Si単結晶基板上にCa, Sr, Laを蒸着すると、表面反応により、ダイヤモンド構造とは異なる多様な新規SiネットワークをもつMSi_2(M=Ca, Sr, La)薄膜単結晶が形成される。Siと同じIV族のC(炭素)は、ダイヤモンド構造の他に、グラファイト、C_<60>、カーボンナノチューブなど様々なネットワークを形成するが、Siに関してはこれまでダイヤモンド構造しか知られてこなかった。本研究では、MSi_2薄膜単結晶を合成し、Siネットワークおよびネットワーク間に存在するMの種類に依存したバンド構造の変化について、光電子・逆光電子分光により実験的に調べ、バンド計算との比較による系統的考察を行う。本年度はその第1歩として、CaSi_2/Si(111)薄膜を作成し、光電子分光実験を試みた。
Si(111)基板は、トリクロロエチレン、硝酸、フッ酸を用いて大気中で処理した後、薄膜合成槽内で直接通電により約1000℃に加熱して清浄化を行った。清浄後は明瞭なSi(111)7x7 RHEEDパターンが観測された。Caの蒸着にはBNセルを用い、それを抵抗加熱することにより行った。Ca蒸着後、370-850℃で30分反応させることにより、表面にCaSi_2薄膜が形成されることをx線回折で確認した。薄膜合成槽を、放射光科学研究センターの光電子分光装置に接続し、in situで光電子スペクトルを測定した。価電子帯の構造は、概ねバンド計算の結果[1]と一致している。ただし、Si通電加熱中およびCa蒸着中において、真空度が10^<-8> Torrまで悪化し、若干の汚染のピークが観測される。現在Ca蒸着源をシュラウドで囲うことにより、真空度の問題を解決している段階である。
[1]O.Bisi et al., Phys.Rev.B40,10194(1989).
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