人工格子のSTM及びAFMによる研究

本研究では最もpowerfulな表面顕微鏡法である電界イオンー走査サンネル顕微鏡(FIーSTM)及び新たに開発する磁気力顕微鏡(MFM)及び原子間カ-スピン偏極トンネル顕微鏡(AFーSPSTM)を用いて局在した特異領域の磁気的性質及び電子構造を明らかにする事を目的とし、他のグル-プで製作した人工格子を試料として、まず、電子レベルの欠陥を見つけ出しその周囲での構造特異性を研究対象とするものである。第一年度の平成2年度には、現在稼動中の2台のFIーSTMの一台に人工格子の断面を清浄環境で再現性よく得る為に超高真空仕様の遠隔操作型劈開装置(UHVーcleave)を設計・開発したこの装置は、現在のFIーSTMの探針(tip)交換のメカニズムを共用できる様に工夫して設計されており、FIーSTM本体の大きな改造、変更なしで導入できるものである。このUHV cleaveを用いて、Si(111)表面及びGaAs(110)面,MBEで成長させたGax IniーxPなどの劈開面をFIーSTMの超高真空(10^<ー11> Torr)下でつくり、その断面のSTM観察を行った。Si(111)面では2×1超格子を原子レベルの分解能で観察する事に成功し、πボンド構造として識られている面の欠陥(ステップ相界面、点欠陥等)の微視的解析を行った。Gaas(110)面でも1×1劈開面観察に成功し、AsとGaの置換した欠陥及び、原子ステップと劈開条件の関連について知見を得た。これだけの予備実験をすませ、現在は金属人工格子を劈開し易い基板(Siなど)に成長された試料の開発・試作を東北大金研藤森グル-プとすすめつつある。又、FIーSTMによる実験と併行してMFMの試作を始めており、予定通り進行している。〜50%程度完成し、次年度前半に完成の見込みである。

本研究では最もpowerfulな表面顕微鏡法である電界イオンー走査サンネル顕微鏡(FIーSTM)及び新たに開発する磁気力顕微鏡(MFM)及び原子間カ-スピン偏極トンネル顕微鏡(AFーSPSTM)を用いて局在した特異領域の磁気的性質及び電子構造を明らかにする事を目的とし、他のグル-プで製作した人工格子を試料として、まず、電子レベルの欠陥を見つけ出しその周囲での構造特異性を研究対象とするものである。第一年度の平成2年度には、現在稼動中の2台のFIーSTMの一台に人工格子の断面を清浄環境で再現性よく得る為に超高真空仕様の遠隔操作型劈開装置(UHVーcleave)を設計・開発したこの装置は、現在のFIーSTMの探針(tip)交換のメカニズムを共用できる様に工夫して設計されており、FIーSTM本体の大きな改造、変更なしで導入できるものである。このUHV cleaveを用いて、Si(111)表面及びGaAs(110)面,MBEで成長させたGax IniーxPなどの劈開面をFIーSTMの超高真空(10^<ー11> Torr)下でつくり、その断面のSTM観察を行った。Si(111)面では2×1超格子を原子レベルの分解能で観察する事に成功し、πボンド構造として識られている面の欠陥(ステップ相界面、点欠陥等)の微視的解析を行った。Gaas(110)面でも1×1劈開面観察に成功し、AsとGaの置換した欠陥及び、原子ステップと劈開条件の関連について知見を得た。これだけの予備実験をすませ、現在は金属人工格子を劈開し易い基板(Siなど)に成長された試料の開発・試作を東北大金研藤森グル-プとすすめつつある。又、FIーSTMによる実験と併行してMFMの試作を始めており、予定通り進行している。〜50%程度完成し、次年度前半に完成の見込みである。