レ-ザ共鳴電離法によるSi(III)表面超格子の表面総合エネルギ-の測定

激光共振电离法测量Si(III)表面超晶格的总表面能

• 批准号: 03650012
• 负责人: 井上 雅彦
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Nagoya 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650012/
• 关键词: レ-ザ共鳴電離; スパッタリング; シリコン; 表面超格子; 飛行時間分析; 表面総合エネルギ-; 三連パルス法; 線形応答理論

スパッタリングによって固体表面より放出される粒子の運動エネルギ-、荷電状態などは表面第一層の幾何形状、結合エネルギ-、電子状態などを反映している。本研究では、このことを積極的に手法として利用し、スパッタ中性粒子の速度分布から単結晶表面構造の解析、特に表面総合エネルギ-を決定することを目的としている。本年度の主な成果は以下の2点である。(1)検出される信号には散乱粒子,二次イオン,中性粒子が含まれる。これらを分離するために三連パルス法を開発した。これはレ-ザパルス1ショットに対してイオンビ-ムパルスを3ショット照射し、散乱粒子+中性粒子,散乱粒子,散乱粒子+二次イオンの三種の飛行時間スペクトルを測定し、積算後に各スペクトルの差をとることにより中性粒子と二次イオンのスペクトルを得るというものである。この手法の有用性を確認するために鉄を試料として測定を行い、二次イオン及び中性粒子スペクトルを得ることに成功した。但し、レ-ザ照射に伴う雑音が大きく、今後の課題となっている。(2)レ-ザ共鳴電離法における検出効率は、レ-ザ照射時にイオン化領域に存在うる粒子数に依存するため、観測される飛行時間スペクトルはゆがめられ、真のスペクトルとは異なったものとなる。観測されたスペクトルから真のスペクトルを予測するために、簡単な線形応答理論による計測システムの定式化を行った。これによりレ-ザ照射位置、タイミング、一次イオンパルス波形等の各測定パラメ-タと、実測されるスペクトル及び真のスペクトルの対応関係が明らかになった。この定式化のひとつの応用として、一次イオンパルス波形の影響を調べるために方形波パルス及びなまったパルス入力に対する出力スペクトルのレ-ザ照射時刻依存性のシミュレ-ションを行った。その結果、出力スペクトルの形状が、入力波形の変形に対してかなり敏感であることが明らかになった。

通过溅射从固体表面发出的颗粒的动能，电荷状态等反映了第一表面层，键能，电子状态等的几何形状。这项研究积极使用该方法来分析溅射中性颗粒速度分布的单晶表面结构，尤其是整体表面能。今年的主要结果如下：（1）检测到的信号包括散射的颗粒，次级离子和中性颗粒。开发了三重脉冲方法来分开这些方法。这涉及用一个激光脉冲照射离子束脉冲的三个镜头，测量了三种类型的飞行时间：散射的颗粒 +中性颗粒，散射的颗粒，散射的颗粒 +二级离子，并在整合后获得每个光谱之间的差异，从而获得了中性颗粒和二级离子的光谱。为了确认该技术的有用性，将铁作为样品进行测量，并成功获得了次级离子和中性颗粒光谱。但是，与激光照射相关的噪声很高，这是未来的问题。 （2）激光谐振电离的检测效率取决于激光照射期间可能存在的电离区域中的颗粒数，因此观察到的飞行时间频谱被扭曲，从而与真实频谱不同。为了预测观察到的光谱的真实光谱，一个简单的线性响应理论制定了测量系统。这揭示了测得的参数之间的对应关系，例如激光照射位置，时机，原发离子脉冲波形以及实际和真实光谱。作为该公式的应用，我们对方波脉冲的输出光谱和脉冲输入减少的激光照射时间依赖性进行了模拟，以研究原代离子脉冲波形的影响。结果表明，输出光谱的形状对输入波形的变形非常敏感。

项目成果

Masahiko Inoue: "Linear Response Theory for Velocity Pistribution Measure ment of Sputlered Neutral Particles by Multiphoton Resonance Ionization Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys.(1992)

Masahiko Inoue：“通过多光子共振电离光谱测量溅射中性粒子速度分布的线性响应理论”Jpn.J.Appl.Phys.(1992)

Masahiko Inoue: "On the Window Matrix in Linear Response Theory for Multiphoton Resonance Ionization Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys.(1992)

Masahiko Inoue：“论多光子共振电离光谱线性响应理论中的窗口矩阵”Jpn.J.Appl.Phys.(1992)