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2005 年度 実績報告書

走査プローブ顕微鏡による表面ポテンシャル分布の高精度測定

研究課題

研究課題/領域番号 17360018
研究機関東京大学

研究代表者

長谷川 幸雄  東京大学, 物性研究所, 助教授 (80252493)

研究分担者 浜田 雅之  東京大学, 物性研究所, 技術職員 (00396920)
キーワード走査プローブ顕微鏡 / 表面・界面物性 / 超精密計測 / 静電ポテンシャル / ナノコンタクト
研究概要

本研究では、走査トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)を駆使して、表面でのポテンシャル分布を高空間分解能かつ高エネルギー分解能で測定する技術を確立することを目的としており、これまで、STMによるSi(111)-√3x√3Ag表面上でのポテンシャル測定から、そのポテンシャルが表面上のステップや吸着物など電荷が局在しているとされる箇所の周囲数ナノメートルの範囲でポテンシャルが減少する様子が観察された。さらにそのポテンシャル変化が単純なクーロンポテンシャルでは説明されず、同表面に局在する表面二次元電子系に遮蔽されたポテンシャルであることを見出している。また遮蔽によるポテンシャルの振動構造、いわゆるフリーデル振動を初めて観測することに成功しており、これまで観察されている電子定在波との比較を行っている。またポテンシャル分布の測定から、ステップや吸着物での電荷量を見積もることができ、これまでの光電子分光の測定結果等と比較検討を行った。
またAFMによる研究では幾種類かのダングリング結合状態を持つGe/Si(105)表面において、各原子のダングリング結合状態間の電荷移動に伴うポテンシャル変化を静電気力の検出いわゆるケルビン力プローブ顕微鏡によって実現した。検出されたポテンシャル差は約15meVと第一原理計算によるポテンシャル値ともほぼ等しいことから、この手法により高精度でのポテンシャル測定技術が実現されていることを確認することができた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Electrostatic potential screened by a 2D electron system : A real-space observation by STS2006

    • 著者名/発表者名
      Masanori Ono
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

      ページ: 016801(3)

  • [雑誌論文] Atomically-resolved imaging by frequency-modulation atomic force microscopy using a quartz length-extension resonator2005

    • 著者名/発表者名
      Toshu An
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87

      ページ: 133114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Development of a metal tip cantilever for non-contact atomic force microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 雑誌名

      Review of Scientific.Instruments 76

      ページ: 033705(3)

  • [雑誌論文] Fabrication of a glass-coated metal tip for Synchrotron-radiation- light-irradiated STM2005

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 雑誌名

      Review of Scientific.Instruments 76

      ページ: 083711(3)

  • [雑誌論文] Ge/Si(105)表面の原子間力顕微鏡観察2005

    • 著者名/発表者名
      秋山琴音
    • 雑誌名

      表面科学 26

      ページ: 486-491

  • [雑誌論文] 放射光励起走査トンネル顕微鏡の開発2005

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄
    • 雑誌名

      表面科学 26

      ページ: 752-756

  • [図書] 実戦ナノテクノロジー「走査プローブ顕微鏡と局所分光」2005

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      裳華房

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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