表面ステップ反応ダイナミクスを利用した新規ナノ複合構造表面の構築

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本年度は、昨年度行った有機分子複合パターニング修飾の構造精度を上げることを目的に、ハロゲン修飾メカニズムの再検討と、これらの正確な制御に関する研究を行った。<1-1-2>方向に0.36°傾斜させた微傾斜水素終端化Si(111)面を8.6M HBr水溶液を用いて、Br終端化を行った。この時のBr終端時間(HBr浸漬時間)、を変化させ、摩擦力顕微鏡(LFM)、XPSおよびFTIRで表面修飾の様子を観察した。その結果、LFM像からstep近傍付近が帯状にBr修飾されている様子が直接観察することが出来た。さらに、HBr中の浸漬時間が長くなるにつれて、帯の幅は太くなり、約60secで、テラス幅の半分まで、150secでほぼ全域を覆うことが分かった。また、(111)面の傾斜方向を<1-1-2>だけでなく、反対の<112->方向に傾けたものに対しても同様の実験を行ったところ、<112->方向傾斜のサンプルでは、テラスサイトにおけるBr終端化の速度が極端に遅くなることが分かった。これな、前者のstepサイトが反応性の高いdi-hydrideサイトであるのに対し、後者がmono-hydrideサイトであることに起因するものであると考えられる。つまり、このことからもBr-イオンとstep端との反応性がテラスのBr終端化速度に大きく寄与していることが分かった。これらに対してフェニルLi試薬とメチルLiを用いて、2種有機分子から成るパターニング表面を作成することに成功した。