レーザ共鳴電離法による金属/Si(111)表面超格子の原子構造解析

激光共振电离法分析金属/Si(111)表面超晶格的原子结构

• 批准号: 04650015
• 负责人: 井上 雅彦
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Nagoya 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-04650015/
• 关键词: レーザ共鳴電離法; スパッタリング; 表面超格子; 2次元合金

イオンビームによるスパッタリングにおいて、固体表面より放出される粒子の運動エネルギー、荷電状態などは表面第一層の幾何形状、結合エネルギー、電子状態などの物性を反映している。本研究では、このことを積極的に測定手法として利用し、単結晶表面構造の解析を行うことを目的としている。昨年度までにレーザ共鳴電離法によるスパッタFe原子の検出に成功しており、その応用を図るべく、試料としてAu/Si(111)、(Au-Cu)/Si(111)、(Au-Ag)/Si(111)を用意した。準備段階としてRBS-LEED-AES法を用いて、これらの系で形成される表面超格子構造の熱的安定性、各元素の熱的挙動、構造相転移に関する研究を行った。主な成果としては、(1)Au/Si(111)6×6構造は基板温度510℃付近で√<3>×√<3>+satelliteの構造へ整合・不整合相転移すること、(2)Au/Si(111)√<3>構造は170〜430℃付近で√<3>×√<3>+5×1構造へ相転移すること、(3)(Au-Cu)/Si(111)系ではAu/Cu比が1/4〜1/3において2次元合金相が形成され、Cu原子が安定化されること。またその時、√<3>×√<3>構造をとること、(4)(Au-Ag)/Si(111)表面では(3)と異なり、Au/Ag比よりもAu/Si比、Ag/Si比即ち各金属元素の表面被覆率が重要となることが明らかになった。現在これらの表面構造からのスパッタ金属原子をレーザ共鳴電離により検出すべく、レーザシステムの改造とデータ解析に必要な計算機シミュレーションコードの開発を行っている。

在使用离子束溅射时，从固体表面发出的颗粒的动能和电荷状态反映了物理特性，例如第一表面层的几何，结合能和电子状态。这项研究旨在将其积极用作分析单晶表面结构的测量方法。到去年，使用激光谐振电离方法检测溅射的Fe原子已经成功，并以样本制备了Au/si（111），（111），（111），（111）/si（111）和（Au-ag）/si（111）。作为初步步骤，我们研究了这些系统中形成的表面超晶格结构的热稳定性，每个元素的热行为以及结构相变。主要结果是（1）Au/Si（111）6×6结构是在510°C约510°C的基板温度下向√<3>×√<3>+卫星结构的匹配且不匹配的相位过渡，（2）Au/Si（2）Au/si（111）√<3>+5×1结构，在A√<3>×1√<3>×1√<3>×3>×1 170-430°C和（3）（Au-Cu）/Si（111）系统，当Au/Cu比为1/4至1/3时，形成二维合金相，并且Cu原子稳定。目前，据揭示了该结构将被采用，并且每个金属元件的表面覆盖范围比AU/SI比率更重要，即Ag/Si比（即每个金属元件的表面覆盖率）比AU/Ag比率更重要。目前，为了通过激光共振电离从这些表面结构中检测出溅射的金属原子，我们正在开发激光系统修改和数据分析所需的计算机模拟代码。

项目成果

J.Yuhara,M.Inoue and K.Morita: "Commensulate-Incommensulate Phase Transition between 6×6 and √<3>×√<3>+satellite.Structures of the Au/Si(111)Surface" J.Vac.Sci.Technol.A10. 3486-3492 (1992)

J.Yuhara、M.Inoue 和 K.Morita：“6×6 和 √<3>×√<3>+satellite 之间的共通-不共通相变。Au/Si(111) 表面的结构” J.Vac。科学技术 A10。3486-3492 (1992)

J.Yuhara,M.Inoue and K.Morita: "Thormal Stability of 2D Atomic Structures of Au-Ag Adsorbates on Si(111) Surface" J.Vac.Sci.Technol.

J.Yuhara、M.Inoue 和 K.Morita：“Si(111) 表面上 Au-Ag 吸附物的二维原子结构的热稳定性”J.Vac.Sci.Technol。

M.Sasaki,J.Yuhara,M.Inoue and K.Morita: "Studies on 2D Au-Cu Binary Adsorbates on Si(111) Surface by Means of Combined LEED/AES/RBS Technigues" Surf.Sci.283. 327-332 (1993)

M.Sasaki、J.Yuhara、M.Inoue 和 K.Morita：“通过 LEED/AES/RBS 组合技术研究 Si(111) 表面上的二维 Au-Cu 二元吸附物”Surf.Sci.283。

M.Inoue: "Linear Response Theory for Velocity Distribution Meqsurement of Sputtered Neutral Particles by Means of Multiphoton Resonance Ionization" Jpn.J.Appl.Phys.31. 1530-1534 (1992)

M.Inoue：“通过多光子共振电离测量溅射中性粒子速度分布的线性响应理论”Jpn.J.Appl.Phys.31。