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2011 年度 実績報告書

光電子回折分光法による化合物半導体人工超格子の原子層分解電子状態解析

研究課題

研究課題/領域番号 22740200
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

松井 文彦  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (60324977)

キーワード光電子回折 / Auger電子回折 / 原子構造 / 局所電子状態 / 化合物半導体 / 放射光・軟X線 / 非弾性散乱過程 / 表面・界面
研究概要

光電子回折分光法は、光電子やAuger電子の元素選択性と構造特有の回折模様によるサイト選択性を用いてサイト別の分光研究を行うというもので、原子構造とサイトごとの電子状態を非破壊的に解析できるところに特徴がある。本年度の研究成果は次の通り: 1昨年度のInP(001)表面に引き続き、InSb(001)表面を徐々に加熱し電子線回折で確認しながら清浄面を得ることに成功、In3d及びSb3d準位及び価電子帯からの光電子パターンを測定した。運動エネルギー500eV以上の領域では価電子帯の光電子パターンにも光電子回折の影響が現れるため、どの原子から光電子が放出されたかが特定できる。内殻の光電子パターンを線形結合し価電子帯の光電子パターンにフィットさせることで原子サイトごとの価電子帯電子状態密度を算出する手法を開発しInSbに適応した。軟X線による価電子帯の励起断面積が小さいため、測定が困難であるが、InPの場合と異なり、InとSbの散乱断面積がほぼ同じため解析は有利である。またInPおよびInSbの表面・界面パッシベーションに用いられるSの原子位置について解析するため光電子回折を測定した。2化合物半導体の光電子回折のデータをもとに共同研究で元素識別光電子ホログラフィーの開発を進めた。3光電子パターンの定量評価で重要なバックグラウンドについて詳細に研究。二次電子が再度結晶格子の原子に吸収されて現れる「ネガパターン」の観測と発生機構について解明した。J.Phys.Soc.Jpn.に掲載された論文がEditor's choiceに選定された。4 Graphiteの光電子回折を詳細に解析、面内の強い散乱による層状物質特有の回折パターンについて理解を深めた。前年度に測定したデータで、GaN薄膜成長基板として有力なZrB_2(0001)表面、及びZrO_2/ZrB_2界面の光電子パターンの解析に大いに役立った。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Negative Photoelectron Diffraction Replica in Secondary Electron Angular Distribution2012

    • 著者名/発表者名
      F.Matsui
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society Japan

      巻: 81 ページ: 013601

    • DOI

      DOI:10.1143/JPSJ.81.013601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstruction Algorithm for Atomic Resolution Holography2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsushita
    • 雑誌名

      e.-J.Surf.Sci.Nanotech

      巻: 9 ページ: 153-157

    • DOI

      DOI:10.1380/ejssnt.2011.153

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct imaging of three-dimensional atomic arrangement by stereophotography using two-dimensional photoelectron spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      H.Daimon
    • 雑誌名

      Nucl.Instr.and Meth.A

      巻: 648 ページ: S139-S141

    • DOI

      DOI:10.1016/j.nima.2010.12.066

    • 査読あり
  • [学会発表] 光電子回折分光法と立体原子写真による元素・層・サイト依存状態解析2012

    • 著者名/発表者名
      松井文彦
    • 学会等名
      日本応用物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-15
  • [学会発表] Atomic structure analysis of crystalline oxide film on ZrB2 by two-dimens ional circularly-polarized-light photoelectron spectro-diffraction2011

    • 著者名/発表者名
      Rie Horie
    • 学会等名
      第6回表面科学に関する国際シンポジウムISSS-6
    • 発表場所
      東京・船堀
    • 年月日
      2011-12-12
  • [学会発表] Fe(111)表面の円偏光光電子・Auger電子回折2011

    • 著者名/発表者名
      松井文彦
    • 学会等名
      日本表面科学会放射光表面科学部会・SPring-8利用者懇談会顕微ナノ材料科学研究会合同シンポジウム
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-26
  • [学会発表] Fe L3吸収端での円偏光二次元光電子・Auger電子回折-II2011

    • 著者名/発表者名
      松井文彦
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Direct Observation of the Adatoms and Dimer Atoms at the Initial Stage of Si Surface Oxidation by O KLL Auger Electrons2011

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Matsui
    • 学会等名
      半導体界面形成に関する第13回国際会議ICFSI 13^<th>
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2011-07-04
  • [学会発表] Atomic and electronic structure analysis of epitaxial silicon oxynitride thin film on 6H-SiC by two-dimensional photoelectron diffraction spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      N.Maejima
    • 学会等名
      半導体界面形成に関する第13回国際会議ICFSI 13^<th>
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2011-07-03
  • [学会発表] Layer-resolved atomic and electronic structure analysis of graphene on 4H-SiC(0001) by photoelectron diffraction spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Hirosuke Matsui
    • 学会等名
      半導体界面形成に関する第13回国際会議ICFSI 13^<th>
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2011-07-03

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公開日: 2013-06-26  

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