酸化シリコン超薄膜/シリコン界面での単一界面トラップ準位のAFMによる実空間観察

使用 AFM 对超薄氧化硅膜/硅界面处的单界面陷阱能级进行实空间观察

• 批准号: 12875059
• 负责人: 長谷川 幸雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875059/
• 关键词: 原子間力顕微鏡; 表面ポテンシャル; シリコン酸化膜; 界面電荷トラップ; 界面電子状態; シリコン水素終端表面

超高真空原子間力顕微鏡(AFM)の検出感度を向上させるための改良を行い、さらに表面ポテンシャル測定の機能を取り付け、絶縁体を含む表面の原子構造観察と同時に表面ポテンシャル分布を観察し、表面あるいは界面に局在した構造(例えば、界面トラップ準位など)に起因したポテンシャル分布を実測できるシステムを開発した。この方法により、基板となるSi(111)7x7表面上でのポテンシャル分布測定を観察し、そのステップ近傍ではポテンシャルがテラス部分に比べて高くなっていることを見出した。ステップでのポテンシャル測定に関しては、これまで主として金属表面上にて行われて議論されており、いわゆるSmolkowskiモデルによる双極子モーメント形成によりポテンシャルが低くなることが定説とされ、実験でも観察されていた。Si(111)7x7など半導体表面上での議論や実測はこれまで行われておらず、今回の実験結果はこれまでの金属表面上での常識とは異なる点を示した点で興味深い。ステップ近傍での原子構造の再構成がポテンシャルを変化されていることが予想されることから、この点に関する理論的考察を現在進めている段階である。また、原子スケールでのポテンシャル分布には一必ずしも統一した解釈がある訳ではなく、その意味でAFMによるポテンシャル測定方法自体が表面ポテンシャルの何を測定しているのかに関して、エネルギー散逸値など他の測定値との関連から検討を進めている。シリコン酸化膜界面でのポテンシャル分布測定に関しても、現在研究を進めており予備的結果を得ている。

Ultra high vacuum interatomic force 顕 micro mirror (AFM) の 検 out sensitivity を upward さ せ る た め の improved を い, さ ら に surface ポ テ ン シ ャ ル assay を の function and り pay け, never try を の む surface atoms structure 観 examine と に surface at the same time ポ テ ン シ ャ ル distribution を 観 し, surface あ る い は interface に bureau in し た structure (example え ば, interface ト ラ ッ プ quasi Youdaoplaceholder0 るシステムを)に cause of たポテ シャ シャ に distribution を actual measurement で るシステムを るシステムを るシステムを development た. こ の way に よ り, substrate と な る Si (111) 7 x7 surface で の ポ テ ン シ ャ ル distribution measurement を 観 し, そ の ス テ ッ プ nearly alongside で は ポ テ ン シ ャ ル が テ ラ ス part に than べ て high く な っ て い る こ と を shows し た. ス テ ッ プ で の ポ テ ン シ ャ ル determination に masato し て は, こ れ ま で main と し て metal surface に て line わ れ て comment さ れ て お り, い わ ゆ る Smolkowski モ デ ル に よ る dipole モ ー メ ン ト form に よ り ポ テ ン シ ャ ル が low く な る こ と が DingShui と さ れ, be 験 で も 観 examine さ れ て い た. Si (111) 7 x7 な ど semiconductor surface で の comment や be measured は こ れ ま で line わ れ て お ら ず, today back to の be 験 results は こ れ ま で の metal surface で の sense と は different な る point を shown し で tumblers deep い た point. ス テ ッ プ nearly alongside で の atomic structure の reconstitution が ポ テ ン シ ャ ル を variations change さ れ て い る こ と が to think さ れ る こ と か ら, こ の point に masato す る theory investigation を now into め て い る Duan Jie で あ る. ま た, atomic ス ケ ー ル で の ポ テ ン シ ャ ル distribution に は one will ず し も unified し た solution 釈 が あ る 訳 で は な く, そ の mean で AFM に よ る ポ テ ン シ ャ ル determination method of autologous が surface ポ テ ン シ ャ ル の what を determination し て い る の か に masato し て, エ ネ ル ギ ー on degradation of numerical な ど he の on determination of numerical と の masato even か ら beg を 検 into め て い る. シ リ コ ン acidification membrane interface で の ポ テ ン シ ャ ル distribution measurement に masato し て を も, present research into め て お り reserve the results て を い る.

项目成果

S.Kurokawa, A.Sakai, Y.Hasegawa: "STM barrier height imaging of Schockley dislocations on a Au(III) reconstructed surface"Japanese Journal of Applied Physics. 40. 4277-4280 (2001)

S.Kurokawa、A.Sakai、Y.Hasekawa：“Au(III) 重建表面上肖克利位错的 STM 势垒高度成像”日本应用物理学杂志。

Y.Hasegawa, T.Eguchi: "Potential profile around step edges of Si surface measured by nc-AFM"Applied Surface Science. (発表予定).

Y.Hasekawa、T.Eguchi：“通过 nc-AFM 测量的 Si 表面阶梯边缘周围的电势分布”应用表面科学（待提交）。