金属・半導体間の原子レベルの接合面積を持つ微小トンネル接合・点接触に関する研究

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1.接合の一方の電極となる基板については、超高真空STMにより、Si(111)7×7,Si(001)2×1,およびAu(111)の原子像を得ることができた。Au(111)表面では、3角格子状に並んだ表面原子のコントラストが、表面積層欠陥による長周期のヘリボンパターンによって変調されている様子が明瞭に観察される。2.原子像が得られたSi(111)7×7およびSi(001)2×1表面と、白金-イリジウム探針との間の接合実験を行なった。接合容量を探針-試料間の距離に対して調べた結果、容量が複雑な振る舞いを示すことが明らかにされている。特に近距離で容量の距離依存性が弱くなる場合とそうならない場合とがあり、これはSi(111)7×7およびSi(001)2×1いずれにおいても観測される。また同一の探針・試料を用いた測定でも、異なった容量の距離依存性が得られることもある。現在この現象の原因を検討中であるが、おそらく探針先端への試料原子の付着などによって、探針先端の形状(実効的な先端曲率半径)が測定と測定の間で変化するのではないかと考えられる。なお容量の距離依存性はSi(111)7×7の場合とSi(001)2×1の場合とでは定性的な差はなく、接合容量は表面電子状態が金属的であるか半導体的であるかには、強く依存していないと推論される。