半導体表面上ナノ構造のフェルミオロジー

半导体表面纳米结构的费米学

• 批准号: 14702008
• 负责人: 松田 巌
• 金额: $ 19.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14702008/
• 关键词: フェルミオロジー; 表面; 低次元物性; 輸送現象; 半導体表面; 光電子分光; ステップ

本研究では、光電子分光によるフェルミ面マッピングの結果を元に、固体表面の低次元物性及びその電子輸送現象を調べている。本年度は、本プロジェクトで立ち上げた光電子分光装置を使用し、Si表面上Pb超薄膜やAu単原子層など様々な系のバンド及びフェルミ面のマッピングを行った。その中で自由電子的バンドを有するSi(111)/3x/3-Ag表面への一価金属(アルカリ金属、貴金属)吸着系を特に注目した。これら吸着原子は表面バンドに電子をドーピングし、またある吸着量で/21x/21周期で配列する。その結果表面電子のBragg反射により、/3x/3相では電子的だったキャリアの振る舞いが/21x/21相ではホール的になることがフェルミ面測定で分かった。このことは表面状態のホール係数が大きくなることを意味し、それを実証するために新しい磁気抵抗測定装置を立ち上げた。この測定システムは従来のマクロスコピックな表面4端子法を基に構築され、表面サンプルへ最高で6Tの磁場を印加することができる。そして測定により/3x/3から/21x/21への相転移に伴う表面ホール係数の増大を確認した。尚、表面伝導測定で同時に計測される空間電荷層は相転移に伴いホール係数は減少する。このことは本測定において、表面のホール測定を直接測定できたことを意味する。このように明確な表面状態のホール効果の測定が実現したのは、私の知る限り世界で初めてのことである。最後に、本年度をもって本プロジェクトの達成目標の一つであったサンプルの2軸回転自動制御システムが完成したことも報告する。本研究者は上記以外の系にも研究を従事し、別紙論文リストに示すように報告した。

This study is based on the results of photoelectron spectroscopy, low-dimensional physical properties of the solid surface, and electron transport phenomena. This year, the photoelectronic spectrometer used in this photoelectric spectrometer is used, and Pb on the Si surface Ultra-thin Au single atomic layer など様々な system のバンド and びフェルミ面のマッピングを行った. The その中でfree electron バンドをhas a するSi(111)/3x/3-Ag surface への一価metal (アルカリmetal, precious metal) sorption system with special attention. The adsorbed atoms are on the surface and the electrons are on the surface, and the adsorption amount is arranged on the 21x/21 cycle.そのRESULT Surface electron のBragg reflection により、/3x/3 phase ではelectron だったキャリアNo vibration dance / 21x / 21 phase ではホール's になることがフェルミ surface measurement で分かった.このことは Surface state のホール coefficient が大きくなることをmeaning し, それを実证するために新しいMagnetic 気 resistance measuring device を立ち上げた.このMeasurement of システムは従来のマクロスコピックな surface 4-terminal method をbase structure The highest magnetic field of 6T is built on the surface of the building.そしてMeasurement of により/3x/3から/21x/21へのphase change に与うsurface ホール coefficientのincrease and confirmationした. Furthermore, the surface conductance measurement is performed simultaneously with the measurement of the phase shift of the space charge layer and the reduction of the space charge coefficient.このことは本measurementにおいて, surfaceのホールmeasurementをdirect measurementできたことをmeaningする.このようにclear surface state のホールeffectのdeterminationが実 appearancesしたのは、private knowledgeるlimitり世界で初めてのことである. Finally, I achieved my goal this year with this year's をもって本プロジェクのサンプルの2-axis automatic control システムが completion したことも report する. This researcher has done research on other subjects other than those mentioned above, and reported on the other papers in the paper.

项目成果

H.Morikawa, I.Matsuda, S.Hasegawa: "STM observation of Si(111)-α-√<3>×√<3>-Sn at low temperature"Physical Review. B65. 201308R (2002)

H.Morikawa、I.Matsuda、S.Hasekawa：“低温下 Si(111)-α-√<3>×√<3>-Sn 的 STM 观察”物理评论 B65。

M.Ueno, I.Matsuda, C.Liu, S.Hasegawa: "Step edges as reservoirs of adatom gas on a surface"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 4894 (2003)

M.Ueno、I.Matsuda、C.Liu、S.Hasekawa：“阶梯边缘作为表面吸附原子气体的储存库”日本应用物理学杂志。

I.Matsuda, H.W.Yeom: "The study of the quantum-well states in the ultra-thin silver film on the Si surface"Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 126. 101 (2002)

I.Matsuda、H.W.Yeom：“硅表面超薄银膜中量子阱态的研究”电子光谱学及相关现象杂志。

Quantum-Well States in Ultra-Thin Metal Films on Semiconductor Surfaces

半导体表面超薄金属薄膜的量子阱态

• 发表时间: 2004
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2
• 作者: I.Matsuda;T.Tanikawa;S.Hasegawa;H.W.Yeom;K.Tono;T.Ohta
• 通讯作者: T.Ohta

シリコン表面上での電荷密度波の格子整合効果とソリトンダイナミクス

硅表面电荷密度波的晶格匹配效应和孤子动力学

• 发表时间: 2004
• 期刊: 表面科学 25
• 作者: 守川春雲;松田巌;長谷川修司
• 通讯作者: 長谷川修司