一次元原子鎖制御によるシリコン・ナノアーキテクチャ

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研究代表者は、V族原子であるBiがSi(100)表面において自己組織的にBiナノワイヤを形成するという現象を1997年に発見した。Biナノワイヤの直線性は完全で、表面にステップがない限りどこまでも伸びるという性質をもつ。このBiナノワイヤの成長を制御することができるようになれば、Si表面でのナノスケール・アーキテクチャに大いに利用でき、Si表面の区画化とナノ構造形成の方向へと応用が広がるはずである。また、Biナノワイヤの間隔が制御できるようになれば、例えばBiナノワイヤの電子状態を利用することにより特定の長さの分子のみをトラップすることなどが想像でき、ナノバイオサイエンスにも貢献できる。さらには、自己組織化による表面新物質創成の基礎研究にも繋がると考えられる。昨年度においては、Biナノワイヤが形成されたSi(100)表面上へのAg原子吸着過程について研究を行った。Biナノワイヤ形成を行ったSi(100)表面にAg原子を蒸着したところ、Ag原子はBiナノワイヤ上には吸着せず、Siテラスに優先的に吸着することがわかった。本年度は、Biナノワイヤが形成されたSi(100)表面上に銅フタロシアニンの蒸着を行った。Ag原子を吸着した場合とは異なり、銅フタロシアニンを蒸着した場合にはBiナノワイヤ上にもSiテラス上にも銅フタロシアニンが吸着することがわかった。さらに、この表面をアニーリングすると銅フタロシアニンが表面から脱離するが、このとき、Biナノワイヤ構造の一部を壊すことがわかった。