Ag/Ge(100)表面の構造、電子状態と超伝導

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本研究は、極低温において超伝導を示すといわれるAg/Ge(100)表面について光電子分光及び極低温STM/STS測定を行い、表面にのみ存在する超伝導の表面構造と電子状態との相関を明らかにしようとするものである。平成12年度には以下のことを行った。まず、Ag島の電子状態を知るために、高エネルギー加速器研究機構・放射光研究施設の共同利用実験(PAC No.99G153)として、Ge3dおよびAg4dの表面内殻準位シフトと価電子帯の角度分解光電子分光測定を、蒸着温度と蒸着量で決まるいくつかの表面構造の試料について行った。この結果、Ag島、特に2次元的な島は下地Geと強く相互作用してGe清浄表面の表面準位をなくし、代りに新たないくつかの状態を作っている様子や、3次元的な島では既にAgがバルク的な振る舞いを見せることが分かった。これらはこれまでのSTM観察と矛盾しない結果である。またAg島の成長のメカニズムを知るため、室温STM観察を高空間分解能で行い、Agの初期吸着サイトの候補をいくつかに絞ることができた。第一原理計算による安定構造・STM像のシミュレーションにも協力し、実験結果と比較することでいくつかの知見が得られた。さらに、極低温でのSTM/STS観察を高分解能で行うため、新たに導入された極低温STM装置の立ち上げを行い、光電子分光実験で用いたものと同様の試料について、すでに測定にとりかかっている。