反射電子顕微鏡法によるイオンスパッター過程のその場観察

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以前われわれは、反射電子顕微法を起高真空条件下で行うと、表面の原子層レベルの構造とその変化が捉えられることを示した。一方イオンスパッター過程は表面処理技術の中で重要であるにも拘らず、そのミクロな過程については十分解っていない。本研究の目的は反射電顕法でスパッター過程をその場観察することにある。60年度は中性高速原子を発生させるFABガンをわれわれの超高真空電顕に取りつけた。そして60年度61年度とPt(111),Si(111)表面のスパッター過程とアニール過程をその場観察した。Pt(111)面の場合:(1)表面でのスパッター収率が0.3モノレーヤー程度の少量のスパッターにおいても表面は欠陥が導入され、ステップ等は見えなくなる。アニールすると800℃位で完全な表面に戻る。(2)スパッター量が多いいと表面上の高いステップも見えなくなり表面は不完全になる。アニールによる回復もおそくなり1100℃位にならないと完全な表面にはならない。(3)pt(111)表面を清浄化する際には通常1500℃位に加熱しなければならないが、本研究で用いたFABガンを使用して清浄化を行うと1200℃位のアニールで十分清浄になる。Si(111)面の場合:(1)室温でのスパッターによって表面はアモルファスになる。アニールによって、結晶表面にもどるが、900℃でも多くの欠陥が見られる。1000℃近くでアニールしないと清浄にはならない。(2)高温でスパッターすると、照射とアニールが同時に進行する。従って850℃位でスパッターするとステップの移動がはじめ観察されることになる。観察結果の定量化は今後の課題である。