新しい表面電気伝導測定法の開発:電子輸送中のフェルミ面測定

开发新的表面电导率测量方法：电子传输过程中的费米表面测量

• 批准号: 16654048
• 负责人: 松田 巌
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16654048/
• 关键词: フェルミオロジー; 表面; 低次元物性; 輸送現象; 表面電気伝導; 光電子分光; 電気伝導

本研究では、固体表面上の金属ナノ構造体について、その電気伝導を測定する新しい実験技術を開発する。通常金属の電気伝導は、ボルツマン方程式を通じて、金属のフェルミ面のずれに対応している。この考え方は長年周知であったが、そのフェルミ面の様子を直接観測されたことはない。そこで、本研究では超高分解能電子分析器を用いた光電子フェルミ面マッピング法により、電場印加中のこのフェルミ面の"ずれ"を世界で初めて直接測定し、系の電子輸送現象の研究を行う。そしてこの結果を元に新しい電気伝導測定法を確立する。本研究では上記の印加電場として高強度マイクロ波を使用し、昨年度までに超高真空下での電場印加システムの開発を完了した。そしてHe励起光源とSMA端子フランジを用いてCu(111)表面の電場印加中フェルミ面のマッピング測定を行ってきたが、励起光サテライトの影響で"ずれ"の観測には至らなかった。そこで本年度はレーザー光源と導波菅フランジを用いたマイクロ波照射下の光電子分光測定を試みた。本実験に必要なレーザー、高分解能電子分析器、サンプルクライオスタットが広島大学放射光センターに揃っていたので、同センターと共同で研究を行うことにした。5回に渡る広島大学での実験出張を経て、同センター職員と共同でレーザー光電子分光測定装置を立ち上げた。そして分解能評価のためのAu蒸着膜サンプルについて、電場印加に伴うフェルミ端形状の変化を90Kで調べたが、明確な差は観測されなかった。今後は単結晶表面を同システム内に用意し、実際のフェルミ面の変化をより低温での光電子分光測定で詳細に調べてみる。

This study aims to develop a new technique for measuring the electrical conductivity of metallic structures on solid surfaces. Generally speaking, the electrical conductivity of metals is related to the surface of metals. This test is known for many years, and it is directly tested by the test. This study is aimed at the direct measurement of electron transport phenomena in electron systems using photoelectron surface analysis methods. The results of this study are based on the establishment of a new electrical conductivity measurement method. In this study, we have completed the development of electric field in ultra-high vacuum by using high intensity microwave. The electric field on Cu(111) surface was measured by using excitation light source and SMA terminal. This year's photoelectron spectroscopy was conducted under light source irradiation. This is a necessary part of the research, high-resolution electronic analyzer, research and development of radiation technology in Hiroshima University. 5. The development of a photoelectron spectroscopy system at Hiroshima University The decomposition energy can be evaluated by the Au vapor deposition film, and the electric field can be adjusted to 90K. The difference can be measured clearly. In the future, the crystal surface is the same as the crystal surface. In fact, the crystal surface is changed in detail by photoelectron spectroscopy at low temperature.

项目成果

Resistance measurements of metallic silicide nanowires on a Si substrate with a four-tip scanning tunneling microscope

使用四尖扫描隧道显微镜测量硅衬底上金属硅化物纳米线的电阻

• 发表时间: 2005
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3
• 作者: H.Okino;I.Matsuda;R.Hobara;Y.Hosomura;S.Hasegawa;P.A.Bennett
• 通讯作者: P.A.Bennett

STM observation at initial stage of Cs adsorption on Si(111)-√3x√3-Ag surface

Si(111)-√3x√3-Ag表面Cs吸附初期的STM观察

• 发表时间: 2005
• 期刊: Surface and Interface Analysis 37
• 作者: C.Liu;I.Matsuda;S.Hasegawa
• 通讯作者: S.Hasegawa

Coating Carbon Nanotubes with Compound Ultrathin Film : A Novel Route to Functional SPM Tips

用复合超薄膜涂覆碳纳米管：功能性 SPM 尖端的新途径

• 发表时间: 2005
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3
• 作者: 田中慎一;菅野誉士;川合知二(分担執筆);Winadda Wongwiriyapan;Takashi Ikuno;Katsunori Aoki;Chih-Wei Chang;Takashi Ikuno;Takashi Ikuno;Takashi Ikuno;Takashi Ikuno;Takashi Ikuno;Winadda Wongwiriyapan;Shinya Yoshimoto;Masaru Kishida
• 通讯作者: Masaru Kishida

Quantum regulation of Ge nanodot state by controlling barrier of the interface layer

• DOI: 10.1063/1.2216893
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Y. Nakayama;I. Matsuda;S. Hasegawa;M. Ichikawa

10-nm-Scale Four-Point Probe Resistance Measurement Using Carbon Nanotube Tips in Four-Tip Scanning Tunneling Microscope

在四尖端扫描隧道显微镜中使用碳纳米管尖端进行 10 纳米级四点探针电阻测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nanoletters (In press)
• 作者: S.Yoshimoto;Y.Murata;K.Kubo;K.Tomita;K.Motoyoshi;T.Kimura;H.Okino;R.Hobara;I.Matsuda;S.Honda;M.Katayama;S.Hasegawa
• 通讯作者: S.Hasegawa