低速イオン照射によるナノ凹凸配列の形成を利用した有機分子配列制御

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機能性有機分子を、個々の分子の電子状態が独立した状態で表面に吸着させることは、分子デバイスの分野で重要な課題となっている。金属フタロシアニンなど光学素子として応用が期待されている有機分子は、金属表面のステップに選択的に吸着することが知られており、本研究は、選択的吸着サイトになると期待される凹凸構造を配列して、機能性有機分子を孤立した状態で吸着させる技術の開発を目的とする。超高真空中において清浄で平坦な金属表面を作製して、その表面に、照射するイオンのエネルギー、イオン入射角、照射フラックス、照射時の試料温度を適切に制御してイオンを照射し、1〜2原子層の深さを持ち大きさが10〜20nmの凹部が多数配列した構造を形成して、機能性有機分子の吸着を制御できる表面を形成する。1.Ni(111)単結晶の表面を清浄化する方法を見出した。イオンスパッタとアニーリングを繰り返す方法では、イオンエネルギー、アニーリング温度の検討を行った。その他、還元性ガスを導入する方法も検討した。表面の清浄性と結晶性、平坦性を高速反射電子線回折により観察して、良質なNi(111)表面を作成する方法を探した。2.イオン銃のエミッション電流や、コンデンサーレンズ、オブジェクトレンズ条件を変化させ、イオンエネルギー500eV、1000eV、1500eVにおいて、イオンフラックス2xl10^<12>個/cm2・sが実現する条件を探した。3.イオン照射した試料を走査型トンネル電子顕微鏡に移し、それぞれの温度で照射した試料の凹凸構造を観察し、照射温度の影響を考察した。