STM発光による金属微粒子の単電子チャージアップ効果の研究

STM发射研究金属微粒单电子充电效应

• 批准号: 07640433
• 负责人: 上原 洋一
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640433/
• 关键词: STM; 分光; 単電子チャージアップ; 発光

本研究の目的は金属酸化膜基板上に形成した金属微粒子からのSTM発光(STMの電子トンネルに付随した発光現象)のカットオフエネルギーのバイアス電圧依存性を計測することにより、この微粒子の単電子チャージアップ効果を計測することにあった。金属を試料とするSTM発光においては発光のカットオフは、探針-試料間のバイアス電圧をVとすると、eVになる(ここでeは素電荷)。しかし、試料サイズが小さくなると1個の電子による試料(今の場合、微粒子)のチャージアップが無視できない量となり、カットオフはeVより小さくなることを予想した。本研究では実際に金属酸化膜基板上に形成した金属微粒子からのSTM発光計測を行い、期待したように微粒子のサイズが十分小さいときには発光のカットオフエネルギーはeVよりも小さくなることを見いだした。カットオフエネルギーのeVからのシフト量を試料微粒子のサイズの関数として計測し、単電子チャージアップ効果のシミュレーション結果と比較することにより、このカットオフエネルギーのシフトがたしかに単電子チャージアップ効果によるものであることを確認し、研究目的を達成した。単電子チャージアップ効果は現在世界中で活発に研究されているテーマの一つであるが、これを光学手法により計測したのは全世界的にも本研究が最初である。なお、研究の成果は米国にて開催された第三回表面界面原子制御に関する国際会議で招待講演として発表し、また概要は応用物理学会誌の速報(レター)として既に出版されている。

The purpose of this study is to measure the voltage dependence of STM light emission (STM electron emission phenomenon) from metallic fine particles formed on metal acidified film substrates and the effect of electron emission of these fine particles. When a metal is used as a sample and STM emits light, the voltage between the probe and the sample is between V and eV (this is the elementary charge). A sample (in this case, micro-particles) is considered to be a small electron. In this study, metal particles were formed on the metal acidified film substrate, and STM luminescence measurement was carried out. It is expected that the particles will be very small and the luminescence will be small. The number of particles in the sample was measured and compared with the results of the study. The results of the study were confirmed and the objectives of the study were achieved. The results of this research are now living in the world, and the results of this research are based on optical methods. The results of the research were presented and presented at the third international conference on atomic control of surface interfaces held in the United States, and a summary was published in the Journal of the Society for Applied Physics.

项目成果

Y. Uehara, K. Ito, and S. Ushioda: "Nanometer scale characterization of surface materials by STM light emission spectroscopy" Appl. Surf. Science. (in press).

Y. Uehara、K. Ito 和 S. Ushioda：“通过 STM 光发射光谱法对表面材料进行纳米级表征”Appl。

Y. Uehara, S. Ohyama, K. Ito, and S. Ushioda: "Optical observation of single-electron charging effect at room tensperature" Jpn. J. Appl. Phys.35. L167-L170 (1996)

Y. Uehara、S. Ohyama、K. Ito 和 S. Ushioda：“室温下单电子充电效应的光学观察”Jpn。