X線CTR散乱ホログラフィによる原子分解界面構造解析法の開発とその応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360018
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 敏男 東京大学, 物性研究所, 教授 (20107395)
• 研究分担者: 白澤 徹郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (80451889)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: X線回折 / 表面・界面 / 位相問題 / ホログラフィ / 放射光 / 超薄膜 / トポロジカル絶縁体 / 結晶成長

研究概要

CTR散乱法で観測したX線散乱強度データを光学におけるホログラフィと類似の方法、および繰り返し位相回復法を併用して界面構造を解析する新しい方法を開発した。この方法では、基板結晶上の超薄膜を界面も含めて超薄膜の各原子層を電子密度分布として解析できるので、原子層間の距離、各原子層の電子密度や広がりを求められることが示された。その結果、電子物性や結晶成長機構に関する重要な知見が得られることも分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Structure of a Bi/Bi2Te3 heteroepitaxial film studied by x-ray crystal truncation rod scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Shirasawa, J.Tsunoda, T.Hirahara and T.Takahashi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 075449(1-5)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.87.075449
  • 査読あり
• [雑誌論文] A method for measuring the specular X-ray reflectivity with millisecond time resolution (2013)
  • 著者名/発表者名: W.Voegeli1, T.Matsushita, E.Arakawa, T.Shirasawa, T.Takahashi and Y. F.Yano
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 425 ページ: 092003(1-4)
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/425/9/092003
  • 査読あり
• [雑誌論文] X線CTR散乱ホログラフィによる表面・界面原子イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎、高橋敏男
  • 雑誌名: X線結像光学ニューズレター 巻: 36 ページ: 5-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多波長同時分散型光学系を用いた結晶トランケーションロッド散乱プロファイルの迅速測定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎、荒川悦雄、WolfgangVoegeli、高橋敏男、松下正
  • 雑誌名: 放射光 巻: 25No.4 ページ: 229-237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface of a Bi(001) film on Si(111)-7× 7 imaged by surface x-ray diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shirasawa, M.Ohyama, W.Voegeli, and T.Takahashi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 075411(1-8)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.84.075411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quick Measurement of Crystal TruncationRod Profiles in SimultaneousMulti-Wavelength Dispersive Mode (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Matsushita, T. Takahashi, T. Shirasawa, E. Arakawa, H. Toyokawa and H. Tajiri
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 110 ページ: 102209(1-8)
  • DOI: DOI:10.1063/1.3661656
  • 査読あり
• [学会発表] 実験室特性X線源を用いた高速逆格子空間マッピング法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: Voegel Wolfgang
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] CuドープBi2Se3薄膜のX線CTR散乱法による構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] X線CTR散乱法によるトポロジカル絶縁体Bi2Se3超薄膜の構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉木祐人
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] X線CTR散乱法によるBi/Bi2Te3トポロジカル絶縁体薄膜の界面構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 第30回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] 結晶性ペンタセン絶縁体の表面X線回折法による構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-12
• [学会発表] Atomic-layer-resolved imaging of epitaxially grown ultra thin films with X-ray CTR scattering (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋敏男
  • 学会等名: 第8回放射光 表面科学研究部会顕微ナノ材料科学研究会合同シンポジウム
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] KEK低速陽電子回折研究およびPsビーム研究の新展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋敏男
  • 学会等名: 陽電子回折への招待PF研究会
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2012-10-04
• [学会発表] A Molecular Arrangement of Pentacene in Ultra Thin Film Revealed by Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 第10回半導体表面に関する日露セミナー(JRSSS10)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] Quick time-resolved X-ray reflectivity using an undulator source (2012)
  • 著者名/発表者名: Voegeli Wolfgang
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 波長分散型X線CTR散乱法を用いたルチルTiO2(110)表面超親水化反応の時分割測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Reconstruction of Atoms at Surface/interface by Using X-ray Crystal Truncation Rod Scattering (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋敏男
  • 学会等名: ISSP International Workshop on 3D Atomic Imaging at Nano-scale active sites in materials
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2012-08-07
• [学会発表] Molecular Arrangement of Pentacene Ultrathin Film Studied with Surface X-ray Scattering (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: ISSP International Workshop on 3D Atomic Imaging at Nano-scale active sites in materials
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2012-08-07
• [学会発表] Structure of gold atomic chains on the Si(553) surface and their low-temperature structural changes (2012)
  • 著者名/発表者名: Voegeli Wolfgang
  • 学会等名: ISSP International Workshop on3D Atomic Imaging at Nano-scale activesites in materials
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2012-08-07
• [学会発表] Time-resolved X-ray CTR scattering measurement on the photo-induced hydorophilic transition of the TiO2(110) surface (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 12th International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering (SXNS12)
  • 発表場所: コルカタ(イ ンド)
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] Structure of gold atomic chains on the Si(553) surface and their Low-temperature structural changes (2012)
  • 著者名/発表者名: Voegeli Wolfgang
  • 学会等名: 12th International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering(SXNS12)
  • 発表場所: コ ルカタ(インド)
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] Quick Three-Dimensional Reciprocal Space Mapping in the Simultaneous Multi-Wavelength Dispersive Mode (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: The 11th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation
  • 発表場所: リヨ ン(フランス)
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] 透過型off-Bragg条件におけるX線回折強度とビーム軌道 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋敏男
  • 学会等名: PF研究会シリコン単結晶:理想品質へのあくなき追求:半導体産業の米と放射光X線光学素子として
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2012-05-27
• [学会発表] Bi2Te3上のBi超薄膜の電子状態と表面構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平原徹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 表面X線回折法によるBi/Bi2Te3トポロジカル絶縁体界面の構造研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] X線CTR散乱法を用いた表面及び界面の原子イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋敏男
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 多波長同時分散型光学系を用いた迅速3次元逆格子空間マッピング (2012)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] ラウエケースのX線CTR散乱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋敏男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 多波長同時分散型X線CTR散乱法の時分割測定への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] X線CTR散乱法によるペンタセン超薄膜の界面構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山真実
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] X線CTR散乱法によるPr1.1Ba1.9Cu3O7-δ/SrTiO界面構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 多波長同時分散光学系を用いたトランケーションロッドの測定III (2010)
  • 著者名/発表者名: 白澤徹郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Low temperature superstructure formation in gold atomic chains on high-index Si surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Voegeli Wolfgang
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [備考]
  • URL: http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/organization/labs/takahashi_group.html