2005 Fiscal Year Annual Research Report
半導体表面と化学結合した単一有機分子および有機分子配列系の電子物性
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16310070
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉信 淳 東京大学, 物性研究所, 助教授 (50202403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 良之 東京大学, 物性研究所, 助手 (00302638)
常行 真司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90197749)
赤木 和人 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50313119)
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| Keywords | シリコン / 表面 / 有機分子 / 電子エネルギー損失分光 / 走査型トンネル顕微鏡 / X線吸収分光 / X線発光分光 / 第一原理計算 |
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| Research Abstract |
実験と理論両面からSi(100)表面に吸着した有機分子の構造と電子物性について研究を行い,以下の成果を得た.
(1)低温のSi(100)c(4x2)表面に2メチルプロペンやプロピレンを吸着させ,その吸着状態を電子エネルギー損失分光(EELS),走査型トンネル顕微鏡(STM),第一原理計算を用いて詳細に調べた.非対称ダイマーに対してマルコフニコフ則が成り立つように吸着することが解明された.
(2)低温のSi(100)表面にπ錯体型で弱く吸着したエチレン分子に対し波長選別した可視・紫外光を照射した際の光脱離と光誘起化学吸着反応について実験的研究を行った.
(3)Si(100)表面に吸着した1,4シクロヘキサジエンは基板温度により3つの異なる吸着状態をとることが観測された.室温での吸着状態(机型と考えられる)をとる単一吸着分子に対してトンネル分光を行い,電流-電圧特性の中に分子に由来すると考えられる特徴あるピークが観測された.
(4)SiO_2/Si(111)および酸窒化膜/Si(111)の界面の電子状態を調べるために,軟X線吸収分光/軟X線発光分光をSPring8にて行った.異なる化学状態にある酸素および窒素のの1s内殻準位から非占有状態への軟X線励起を選別することにより異なるサイトごとの価電子帯の電子状態を測定した.第一原理計算の結果とあわせて,界面の局所電子状態についての知見が初めて得られた.
(5)第一原理計算の枠組みで電場を印加した条件下で,Si(001)表面にdi-σ吸着した炭化水素分子の吸着状態を理論的に研究した.1V/Åくらいの電場条件下では吸着構造や振動数に対する顕著な変化は生じないものの,分子由来の軌道のエネルギーと基板由来の軌道のエネルギーの間に電場の大きさと分子の吸着高さを反映して,〜1V程度のシフトが生じることが明らかになった。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Direct Observation of Site-specific Valence Electronic Structure at Interface : SiO_2/Si Interface2006
Author(s)
Y.Yamashita, S.Yamamoto, K.Mukai, J.Yoshinobu, Y.Harada, T.Tokushima, T.Takeuchi, Y.Takata, S.Shin, K.Akagi, S.Tsuneyuki
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Journal Title
Phys.Rev.B. 73
Pages: 045336
Description
「研究成果報告書概要(欧文)」より
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