ファンデアワールス・エピタキシー法によるフラーレン超薄膜の作製とその物性の解明

范德华外延法制备超薄富勒烯薄膜并阐明其物理性能

• 批准号: 05233208
• 负责人: 小間 篤
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05233208/
• 关键词: ファンデアワールス・エピタキシー; フラーレン超薄膜; エピタキシャル成長; デンドライト構造; 原子間力顕微鏡; 高分解能電子エネルギー損失分光

本研究はファンデアワールス基板表面におけるフラーレンエピタキシャル薄膜の成長機構と物性の解明を目的としている。MoS_2基板上にエピタキシャル成長した膜厚1分子層程度のC_<60>及びC_<70>薄膜の表面形態を原子間力顕微鏡を用いて観察した結果、薄膜の成長機構が1分子層ごとの層状成長であることを確認した。ある特定の成長条件下では成膜1層目の成長形態が基板結晶軸方向に配向を揃えた6回対称性を持つ樹枝状であることを発見した。1つのドメインの直径はおよそ30μ程度であり、現在までに報告されている他の基板上でのフラーレン薄膜のドメインサイズよりも10倍ほど大きなものである。この1層目のテラス上に成長する2層目以降のドメイン形態は1層目とは異なり、直径1〜2μ程度の三角形の晶癖を持つ。この成長形態はフラーレンバルク結晶のものに近いと考えられる。このように成長形態が1層目と2層目以降で異なるのは、各層を形成する際のフラーレン分子の拡散の大きさが異なるからであり、本研究の結果からMoS_2基板表面上の分子の拡散がバルク結晶上の値よりも大きいことが示された。実際、MoS_2をはじめとする各種ファンデアワールス基板表面上には他の基板を用いた場合よりも結晶性の高いフラーレンエピタキシャル膜の成長が確認されており、その原因としてファンデアワールス基板表面における分子の大きな拡散が原因となっていることが予想される。また、こうして得られたエピタキシャル薄膜の表面を高分解能電子エネルギー損失分光法を用いて観察した結果、C_<60>薄膜のスペクトルでは、C_<60>分子の赤外活性モードに由来するピークが強い双極子散乱ピークとして観測された。この結果はエピタキシャル薄膜表面の平坦性の高さを実証している。C_<70>エピタキシャル膜に関しても、鏡面反射条件において赤外スペクトルと対応するスペクトルが得られ、来年度の研究においては薄膜中の分子の振動状態についてさらに詳細な情報が得られることが期待される。

This study aims to clarify the growth mechanism and physical properties of thin films on substrate surfaces. MoS_2 film thickness 1 molecular layer and surface morphology 1 molecular <60><70>layer and surface morphology 2 molecular layer and surface morphology 1 molecular layer and surface morphology 2 molecular layer and surface morphology 1 molecular layer. Under certain growth conditions, the growth morphology of the film is 1 layer, the orientation of the crystal axis of the substrate is 6, and the symmetry is 6. 1. The diameter of the film is 30μ, and now it is reported that the film is 10 times larger than the film on the substrate. The first layer of the crystal is grown on the top of the second layer of the crystal. The shape of the crystal is different from that of the first layer of the crystal. The diameter of the triangular crystal is 1 ~ 2μ. The growth pattern of this kind of crystal is different from that of other crystals. The results of this study show that the molecular dispersion on the surface of MoS_2 substrate is different from that on the crystal surface. In practice, MoS_2 film growth on the surface of a substrate is confirmed when it is used on other substrates, and the reason for the large dispersion of molecules on the surface of a substrate is considered. The surface of C_thin films was observed by electron loss spectroscopy with high decomposition energy. The results showed that C_<60>thin films were observed by electron loss spectroscopy with high decomposition energy<60>. As a result, the flatness of the thin film surface is high. C_p_<70>p

项目成果

M.Sakurai,H.Tada,K.Saiki,A.Koma,H.Funasaka,Y.Kishimoto: "Epitaxial growth of C_<60> and C_<70> films on GaSe(0001)and MoS_2(0001)Surfaces." Chemical Physics Letters. 208. 425-430 (1993)

M.Sakurai、H.Tada、K.Saiki、A.Koma、H.Funasaka、Y.Kishimoto：“C_<60> 和 C_<70> 薄膜在 GaSe(0001) 和 MoS_2(0001) 表面上的外延生长。

藤川安仁,小間篤: "フラーレン超薄膜の高分解能電子エネルギー損失分光" 表面科学. (印刷中). (1994)

Yasuhito Fujikawa，Atsushi Koma：“超薄富勒烯薄膜的高分辨率电子能量损失光谱”表面科学（1994 年）。

K.Y.Liu,K.Ueno,Y.Fujikawa,K.Saiki,A.Koma: "Heteroepitaxial growth of layered semiconductor GaSe on a hydrogen-terminated Si(III)Surface." Japanese Journal of Applied Physics.32. L434-L437 (1993)

K.Y.Liu、K.Ueno、Y.Fujikawa、K.Saiki、A.Koma：“在氢封端的 Si(III) 表面上异质外延生长层状半导体 GaSe。”

M.Sakurai,A.Koma: "Growth and characterization of epitaxial C_<60> and C_<70> films." Proceedings of IUMRS-ICAM-93. (印刷中). (1993)

M. Sakurai、A. Koma：“外延 C_<60> 和 C_<70> 薄膜的生长和表征。”IUMRS-ICAM-93 论文集（1993 年）。