| 研究課題/領域番号 |
19K03681
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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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, 高度教養教育・学生支援機構, 特定教授 (40171277)
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| 研究分担者 |
川勝 年洋 東北大学, 理学研究科, 教授 (20214596)
江口 豊明 東北大学, 理学研究科, 学術研究員 (70308196)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | シリコン表面 / 水素終端表面 / 単原子吸着 / ナノクラスター / 薄膜成長 / 量子サイズ効果 / 走査トンネル顕微鏡 / 第一原理計算 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、Si清浄表面及び水素終端Si表面を舞台として、拡散律速下において、表面に吸着した個々の原子の運動からナノクラスター成長までの機構（薄膜成長初期過程）を解明することを目的とした。実験は、温度可変型走査トンネル顕微鏡を用い、表面の温度を変化させながら、Ag及びFe原子をわずかな量吸着し、個々の原子の拡散運動からナノクラスターへと成長する過程を実空間で観察した。その結果、Si(111)7×7表面上でAg原子は、今までに報告のないサイトに吸着し、特異な温度依存性を示すことを発見した。さらに、水素終端Si(111)1×1表面上のAg及びFeクラスターの成長過程を解明することができた。
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| 自由記述の分野 |
表面物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
結晶成長の物理において、原子の運動、臨界核生成やその後のクラスター成長に関して、原子レベルの研究が活発化している。そのような流れの中で、欠陥密度の低い半導体表面を準備し、拡散律速下、Ag及びFeの原子レベルでの成長過程を明らかにした。Feナノクラスターでは、走査トンネル分光法（STS）も用い、特異な電子状態も構造と共に観測した。これらの成果は、結晶成長の物理に大きな進展をもたらしている。加えて、現在、ナノテクノロジーの基礎技術として、原子1個1個を操作、制御、利用する技術の研究が活発化している。Ag原子で発見した特異な温度依存性は、温度による新しい単原子制御法として高く評価されている。
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