| Research Abstract |
本研究では,独自開発の電圧印加非接触原子間力顕微鏡法/分光法(Bias nc-AFM/S)を活用して,固体表面上の電子、光機能ナノ構造の原子・分子配列,結合、電子状態,基板との界面電子物性を原子スケールで解析し、その応用発展を目的とした。そのために,電流と力を高感度検出できるように探針先端の設計・調製を進めた。市販AFMカンチレバーを基にそのSi探針先端を清浄化し,Si,Geを接触させたり蒸着し,さらに加熱電界印加しナノピラーを成長させ,超高分解能SEM,超高真空走査型オージェ電子顕微鏡/分光装置やTEMで観察し,適切な調製条件を調べた。また,高感度力検出のために,チューニングフォーク型水晶振動子を利用したカセンサーを構築し,その探針材料としてPt-Ir系探針の電解研磨による先鋭化,およびその先端へのPt-Irナノピラー成長ができるようになった。試料となる高機能ナノ構造として,清浄なSi(111)-7x7にπ共役系分子である4,4"-diamino-p-terphenyl(DAT)を超高真空中で蒸着し,その吸着状態を調べた。また,DATの蒸着量を変化させて電子状態をXPSで解析した。この材料は,例えば1,4-bis(4-formylstyryl)benzene(BFSE)と交互蒸着することによってDATの末端のアミノ基と重合反応させ,制御された分子長をもつ長鎖状π共役系の分子をSi基板に垂直配向させることができる可能性をもつ。DATの吸着位置は,7x7単位胞の積層欠陥およびSiレスト原子上に優先的に吸着すること,また,DATは分子両端の末端基である2つのNH_3分子のうち,一方がSi基板と結合し,もう一端が狙い通りに自由末端となっている証拠を得た。また,Si原子を結合したアミノ基部位で電子状態が基板Siとカップリングしている電子電導状態であることがわかった。
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