パルス分子線散乱法による有機分子超薄膜の結晶成長機構の解明と微細構造制御

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、有機分子をパルス分子線の形で単結晶基板表面に照射し種々の測定を行うことによって、有機超薄膜の成長機構の解明と2次元微細構造作成の新たな手法を確立することを目的としている。平成10年度に得られた結果は以下の通りである。1. 変調分子線散乱による分子・表面間ファンデアワールス相互作用の測定質量分析計を自作することによって変調分子線散乱装置が完成し、有機分子の種々の表面上での滞在時間を測定することが可能になった。現在までに、水素フタロシアニン(分子量=514.55)の白雲母、シリコン酸化膜、多結晶銅、グラファイト(HOPG)上での滞在時間を基板表面の温度を変化させて測定した。滞在時間を表面温度に対してアレニウスプロットすることによって、ファンデアワールス相互作用に由来する脱離の活性化エネルギーを求めた。脱離エネルギーは物質によって異なっており120〜180kJ/molの値が得られた。今後はさらに系統的に測定を進め、現在ようやく第一原理計算法が提案されつつあるファンデアワールス相互作用の予測法の開発に参加したい。2. パルス分子線を用いた結晶成長における結晶核発生制御パルス化した分子線を用いて超薄膜成長を行った。分子の平均および総計の照射量を変えないでパルス幅のみを変化させたところ、成長初期の結晶核密度がパルス幅の関数として極小を持つ場合があることが分かった。これは分子2個が衝突することによって脱離する過程が支配的であることを意味している。この現象を精密に応用すれば、単一結晶核からある大きさの膜を作り、結晶性を大幅に向上できることが期待される。とくに選択成長を用いて微細構造を作成する場合に役立つことが期待される。