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弾性、非弾性トンネリング、オージェ遷移などのナノメートルスケール物質問の電子移行による電子・表面原子間の電子反応プロセスを解明することで、単電子デバイスや走査トンネル顕微鏡(STM)のナノデバイス技術への応用が展開できる。本研究は、この電子反応プロセスにおいて、吸着層をともなう半導体表面+準安定励起原子(He*)をモデルとして、個々の反応時間領域に分けて実験データを得ることと、これらのデータから電子移行に関わる時間依存性を見出し、電子移行メカニズムを解明しようとするものである。研究計画は、まず実験システムの構築が重要である。以下に研究成果を述べる。
1)現有する超高真空装置の排気系を見直し、新たにターボ分子ポンプを取り付け排気速度の向上が達成できた。またHe*ビームラインの差動排気用のポンプも設置できた。これらの装備によって真空排気系の構築が整備できた。
2)阻止電場型アナライザーを含む計測制御システムを製作した。アナライザーに加える阻止電圧は、入力電圧に対して5倍の増幅回路となるように製作した。準安定原子をパルス放電によって生成させるため、放電電源を製作し、パルス放電実験は成功した。
3)速度分布測定用プログラムの製作を行った。これによって飛行速度分布ならびに時間応答に関するデータを取り込める実験環境を構築できた。
4)ヘリウムイオン銃の設計を行なった。
以上、実験システムの構築を計画通り行うことができた。
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