アモルファス材料表面における構造的不均一性に関する研究

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電子線や中性子線を用いた従来の回折法では局所的な構造解析が困難であるガラスやアモルファス材料に対して、その構造的な不均一性を原子スケールで解明することに取り組んでいる。超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、実空間においてアモルファスシリコン表面原子配列を原子スケールで観測することを試みた。その結果、アモルファス表面の原子座標データを近似なしに取得することができた。これらの実験により、アモルファス状態の原子座標データが求めることができ、表面原子間距離や実空間における動径分布関数（ＰＤＦ）を導出することかできた。本研究は以下の3項目の達成を目指して研究を推進している。 （１）アモルファス表面原子構造を形成する急冷Si(111)表面に対してSTM観測を実施して原子座標データを取得する。また、クラスター解析法は、非階層的手法であ るk平均法を検討すると共に、階層的手法である凝集型階層クラスタリングを適応させて解析を進める。 （２）実験から得られた実空間データから原子間距離を算出し、定量分析の指標となるPDF解析法を活用するためのプロトコルを確立する。 （３）アモルファス中の原子クラスター形成を念頭におき、構造的不均一性発現の条件をPDFやクラスター解析法により見出せるか検証を行う。従って、（１）と（２）における実験に関する項目はほぼ目安がついたといえ、最終年度の今年度は、実験で得られた実空間データからクラスター解析法を駆使して、その解析法の有用性を検証する予定である。