シリコン表面における多元金属吸着系の表面反応過程の研究

本研究は、LEED-AES-RBS-STM法を用いて、Si(111)表面上での多元貴金属吸着系の反応過程を明らかにすることを目的とした。試料は、Si(111)-√<3>×√<3>-(Au,Cu)およびSi(111)-√<3>×√<3>-(Au,Ag)表面に、室温にて異種金属のAgおよびCuをそれぞれ1原子層程度蒸着することにより作製した。これらの試料を100℃から700℃の範囲で焼鈍温度を徐々に上げ各15分ずつ等時焼鈍、及び300℃での等温焼鈍を行った。各段階において、吸着原子の表面組成をAES法により、吸着原子の深さ方向の濃度分布をRBS法により、また、表面構造の周期性をLEED法を用いて測定した。これらの実験により、Si(111)表面における三元系吸着金属は、Si(111)-2√<3>×2√<3>-(Au,Ag,Cu)を形成することが判明した。また、一元、二元、三元貴金属吸着系での安定な表面構造と被覆率の関係をそれぞれ軸上、面上、および空間上に示すことにより、系統的な状態平衡図を作製した。また、Si(111)-√<3>×√<3>-(Au,Cu)およびSi(111)-2√<3>×2√<3>-(Au,Ag)表面は、走査トンネル顕微鏡を用いてその場観察した。STMによる局所的な電子構造とRBSによる金属吸着被覆率からSi(111)-√<3>×√<3>-(Au,Cu)表面構造モデルを提案した。また、吸着金属の吸着率とSTM像の比較からSi(111)-2√<3>×2√<3>-(Au,Ag)表面構造の飽和被覆率を決定した。

本研究は、LEED-AES-RBS-STM法を用いて、Si(111)表面上での多元貴金属吸着系の反応過程を明らかにすることを目的とした。試料は、Si(111)-√<3>×√<3>-(Au,Cu)およびSi(111)-√<3>×√<3>-(Au,Ag)表面に、室温にて異種金属のAgおよびCuをそれぞれ1原子層程度蒸着することにより作製した。これらの試料を100℃から700℃の範囲で焼鈍温度を徐々に上げ各15分ずつ等時焼鈍、及び300℃での等温焼鈍を行った。各段階において、吸着原子の表面組成をAES法により、吸着原子の深さ方向の濃度分布をRBS法により、また、表面構造の周期性をLEED法を用いて測定した。これらの実験により、Si(111)表面における三元系吸着金属は、Si(111)-2√<3>×2√<3>-(Au,Ag,Cu)を形成することが判明した。また、一元、二元、三元貴金属吸着系での安定な表面構造と被覆率の関係をそれぞれ軸上、面上、および空間上に示すことにより、系統的な状態平衡図を作製した。また、Si(111)-√<3>×√<3>-(Au,Cu)およびSi(111)-2√<3>×2√<3>-(Au,Ag)表面は、走査トンネル顕微鏡を用いてその場観察した。STMによる局所的な電子構造とRBSによる金属吸着被覆率からSi(111)-√<3>×√<3>-(Au,Cu)表面構造モデルを提案した。また、吸着金属の吸着率とSTM像の比較からSi(111)-2√<3>×2√<3>-(Au,Ag)表面構造の飽和被覆率を決定した。