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2023 年度 研究成果報告書

温度可変型STPによる実空間電位分布観察を通じた量子電気伝導現象の微視的解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20K05319
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関東京大学

研究代表者

浜田 雅之  東京大学, 物性研究所, 技術専門職員 (00396920)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード走査トンネルポテンショメトリー / 表面電気伝導 / 表面電位 / 走査プローブ顕微鏡
研究成果の概要

現有の低温・磁場下で動作する走査トンネル顕微鏡(STM)に、表面像とそれに対応する電位像を取得できる走査トンネルポテンシオメトリー(STP)を導入するために、制御回路・試料ホルダ・Si基板上に作成した清浄表面に電流を流すための電極の開発を行った。その結果、Si(111)基板上に形成したPb単原子相薄膜の低温STP測定に成功し、得られた電位像から、電気抵抗におけるステップの影響はほとんど無いことが分かった。更に、磁場印加中でのSTP測定にも成功した。

自由記述の分野

表面科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

表面電気伝導は原子欠陥・不純物やステップなどに影響すると考えられているが、量子効果が期待できるような低温下でのナノスケールでの測定はあまり行われていない。本研究では、表面電気伝導特性をナノスケールの空間分解能かつマイクロボルトレベルの高電位分解能でマッピングできることが知られている走査トンネルポテンシオメトリー(STP)の機能を低温・磁場下で動作するSTM装置に導入し、Si基板上に作成した清浄表面試料を低温・磁場下でSTP測定することに成功した。STP測定の動作環境を低温・磁場下で拡張したことは、表面科学の発展に寄与すると期待できる。

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公開日: 2025-01-30  

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