高分解能RBS法の開発に関する基礎研究

高分辨率RBS方法发展的基础研究

• 批准号: 04650018
• 负责人: 木村 健二
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650018/
• 关键词: ラザフォード後方散乱分光、; モノレイヤーアナリシス; 表面分析; エピタキシャル成長; 表面熱振動

京都大学4MVヴァンデグラーフ加速器に接続している超高真空散乱槽の100ﾟ散乱のイオンを見ることができるポートに、斜入射型の90ﾟ扇形磁場分析器を接続するための真空装置を設計、製作した。また分析器の検出器として、半導体位置検出器を用いてラザフォード後方散乱スペクトル(RBSスペクトル)を短時間で測Sスペクトル)を短時間で測定できるように改良した。この高分解能RBS装置のエネルギー分解能は500KeVのHeイオンに対して約0.5KeVであった。この高分解能RBS装置を用いて、SnTe、PbTe、PbSe等の微小ギャップ半導体結晶のRBSスペクトルを、0.5MeVのHeイオンを使い測定した。その結果世界で初めて、表面近くの原子による散乱を1原子層ごとの寄与に分離して観測することに成功した。この新たに開発した1原子層ごとの分析が可能な高分解能RBS法を用いて、表面第1原子層で散乱したイオンの荷電分布とエネルギー損失を測定した。この結果から表面近傍における高速イオンの非弾性散乱過程を明らかにすることができた。さらに、単結晶の低指数軸に平行にイオンを入射して、イオンチャネリングを起こしたときにRBSスペクトル上に観測される表面ピークを、1原子層ごとの寄与に分離して観測できることを示した。この表面ピークの高分解能観測から、表面原子の熱振動の様子を調ベる方法を提案した。また、高分解能RBS法がエピタキシャル成長の初期過程を調ベる際に非常に有効であることを、SnTe(001)表面上のPbTeのエピタキシャル成長の観察を通じて示した。

Design and fabrication of vacuum device for connection of ultra-high vacuum scattered cell and oblique incidence type 90 ° sector magnetic field analyzer for Kyoto University 4MV accelerator. The detector of the analyzer and the semiconductor position detector are improved by using the RBS detector to measure the rear scatter in a short time. The high resolution energy RBS device has a high resolution energy of 500KeV and a high resolution energy of about 0.5 KeV. The high resolution energy RBS device was used to measure the RBS properties of semiconductor crystals such as SnTe, PbTe, and PbSe at 0.5MeV. As a result, the world is beginning to be separated from the surface by atomic layers. This new method is used to determine the charge distribution and loss of the first atomic layer. The result is a high speed and non-dispersive process near the surface. The crystal's low index axis is parallel to the surface, and the atomic layer is parallel to the surface. A method for measuring the high decomposition energy of the surface atoms and for modulating the thermal vibration of the surface atoms is proposed. The initial growth process of PbTe on SnTe(001) surface was observed by high decomposition energy RBS method.

项目成果

Kenji KIMURA: "Charge-State Distribution of Mev He lons Scattered from the Topmost Atomic Layer of the SnTe(001)Surface" Physical Review Letters. 68. 3797-3800 (1992)

Kenji KIMURA：“从 SnTe(001) 表面最顶层原子层散射的兆电子级氦的电荷态分布”物理评论快报。

木村 健二: "高エネルギーイオン散乱を用いたモノレイヤーアナリシス" 表面科学. 14. (1993)

Kenji Kimura：“使用高能离子散射进行单层分析”表面科学 14。（1993）