自己組織化構造上の金属細線、金属ドットの作製及び物性

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金属基板上に自己組織化した絶縁体薄膜を成長させ、その上に金属細線、金属ドットを作製するために実験を行った。まず、金属上に制御された絶縁体薄膜を成長させる必要がある。しかしながら、金属と絶縁体では化学結合形態が大きく異なるため、従来、金属上に良質な絶縁体薄膜を作製するのが困難であった。我々は分子線エピタキシー法を用いて、又、金属と絶縁体の格子整合性を考慮することにより、金属上にアルカライハライド、酸化物薄膜を層状にエピタキシャル成長させることに成功した。金属上のアルカリハライド薄膜の成長に関しては、2つの成長様式があることが分かった。格子整合性が良い場合、主軸を45度回転させてアルカリハライドは成長し、格子整合性が悪い場合、Agなどの不活性基板の上では主軸を揃えて成長する事が明らかになった。又、金属・絶縁体界面特有の電子状態を明らかにするため、電子エネルギー損失分光(EELS)、紫外光電子分光(UPS),X線吸収分光(NEXAFS)を行った。EELSから1原子層の薄膜でもバンドギャップはバルクの値から変化する事は無いが、UPSから価電子帯が数eV程度低結合エネルギーシフトしている事が分かった。又、NEXAFSの結果から界面において吸収端前にpre-peakが観測され、バンドギャップ中に新たに金属誘起ギャップ状態(MIGS)が存在する事を明らかに出来た。そして膜厚、偏光依存性NEXAFSの結果からMIGSの侵入長、空間的な広がりを明らかにする事が出来た。