| 研究課題/領域番号 |
18K03483
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
川村 隆明 東京電機大学, 工学部, 研究員 (20111776)
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| 研究分担者 |
小倉 正平 東京電機大学, 工学部, 准教授 (10396905)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 単ショット反射電子回折 / 位相回復法 / 動的過程 / 表面水素原子配列 / 水素位置敏感条件 |
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| 研究実績の概要 |
単ショットの反射電子回折(RHEED)で表面原子配列を決めることを目的とする本研究の方法論では、単ショットRHEED強度分布データ取得前後の表面原子配列を高精度に決定しておくことを前提としている。このため、２つのプロジェクト、1)単ショットのRHEED強度分布から表面原子配列変化を決める方法論の開発と、2)それに必要となる静的結晶表面の高精度原子配列解析法の開発を設定し、並行して研究を進めている。
1)については、これまで開発した方法の改良に加え、注目する原子位置に敏感な条件を利用する新たな方法論について検討した。その理由は、原子配列を精度良く決めるためには注目する原子配列に敏感な条件を見出すことが重要だということが、本研究を進める中で明らかになったためである。2)については、静的な表面について高精度に原子配列決定を可能とする条件の検討を行い、上記の原子配列に敏感な条件には表面に局在する電子波との共鳴が必要であることを明らかにした。具体的には、これまで困難とされてきたパラジウム(Pd(100))表面上の水素(H)の位置に敏感な条件を見出した。この条件では入射電子が表面第一層付近に局在するため、表面にある原子位置に敏感になることを明らかにし、またこの条件が得られる入射電子の角度範囲についても検討を行った。この条件を使うと静的な表面では水素原子の高さを0.2Åより高精度、水素と表面第1層パラジウムの原子間距離を0.03Åより高精度に決定できることを示した。この結果はこれまで困難とされてきた表面水素の原子配列を単ショットで決定することが可能であることを示しており、本研究で得られた重要な成果である。
これらの結果について、国際学会で１件、国内学会で１件の発表を行った。また学術雑誌に論文を１件発表した（2022年4月online掲載）。
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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
本研究の２つのプロジェクトは予定以上に進み、成果をあげている。
予定していた方法論の開発に加え、今年度の研究で明らかにしたことは、注目する原子配列に敏感な条件を利用する方法論である。本研究では、最も軽い原子である水素に注目した。それは水素は位置決定が最も難しい原子であり、水素の原子位置が決定できれば他の原子には容易に拡張できると考えられるためである。研究の結果から、表面水素の位置に敏感な条件には、水素の表面垂直方向位置に対するもの、および表面平行方向位置に対するものの２種類があり、これらを区別できることがわかった。注目する表面原子位置に敏感な条件を利用することで、単ショットRHEED強度分布から表面原子配列変化を高精度に決めることができることを明らかにした。この結果は当初予定していなかった新たな解析法につながるものである。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も予定通り、設定している２つプロジェクトの各々について研究を進め、単ショットRHEED強度分布から表面原子配列変化を決める方法論の開発を行う。これらに加え、本年度新たに得られた水素原子位置に敏感な条件を活用した表面原子配列決定法の開発を行う。単ショットのRHEED強度分布から表面原子配列変化を決める方法論に、表面原子配列に敏感な条件を加えることで、どこまで精度の向上が達成できるかについて研究を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初発表を予定していた国際会議が新型コロナ・ウィルス感染症拡大の理由により開催されなかったこと、国内での国際会議および国内学会の会議はオンライン開催となり現地に行く必要がなくなったことなどから、旅費の使用を見合わせた。
次年度の国際会議、国内会議での発表を予定しており、また新たな条件を用いる研究法の開発のために他の研究者との打ち合わせが必要となったことから、これらのために旅費などに使用する予定である。また最終年度において、さらに研究効率を向上させるための費用として使用する予定である。
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