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半導体エレクトロニクスに代表されるように、デバイスの高機能化微細化に伴い、界面構造を理解することの重要性が増大している。デバイスの特性は、界面付近の構造に敏感であることはよく知られているが、これまで、界面付近の構造を原子スケールで評価する方法がほとんどなく研究が進展していない。申請者は、これまでX線回折法、とくにCTR(結晶トランケーションロッド)散乱法により、表面・界面、超薄膜の構造を決定してきた。本研究では、構造モデルを立てることなく、CTR散乱の測定データから直接的に表面・界面、超薄膜の構造を原子分解能で求める方法を確立し、その手法を興味ある系に発展的に応用して行くことを目的としている。本年度は、試料を効率よく作製できるように試料作製評価装置を整備した。走査トンネル顕微鏡(STM)による観察用真空槽と試料作製用装置の2つを試料交換・移動用真空槽を介して連結することにより、超高真空の環境を乱すことなく試料の移動交換を行えるようにした。合わせてSTM観察用の除震機構などを整備した。金属元素を蒸着できる蒸着源も整備した。予備実験として、測定可能な酸化物高温超伝導体超薄膜を用いたCTR散乱の測定を行った。X線回折強度データから位相回復法を用いて解析し、界面構造を再構成できること確認した。CTR散乱測定で得られたデータから位相回復して直接的に構造を求めるには、測定誤差の少ないデータを得ることが本質的に重要であり、CTR散乱データを広範囲に渡って同時測定できる方法の開発も行った。
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