シリコン基板上に成長した金属ナノクラスターアレイの量子サイズ効果と電子状態の研究

硅衬底上生长的金属纳米团簇阵列的量子尺寸效应和电子态研究

• 批准号: 06J08301
• 负责人: 成田 尚司
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo (2007)Hiroshima University (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J08301/
• 关键词: シリコン; アルミニウム; ナノクラスター; 表面電子状態; 走査トンネル顕微鏡(STM); 走査トンネル分光(STS); 高輝度放射光源; 探針誘導バンドベンディング

(1)独自に設計した「Al蒸着源」の改良を繰り返し,難しいとされた安定的な蒸着に成功した。また,所属受け入れ先を今年度4月から変更し,真空部品を取り扱う道具が不足していたため,表面ナノ構造作成と解析を行えるように整備した.(2)Al/Si(111)系表面構造の蒸着温度・Al膜厚依存性をSTM観測により詳細に調べ,これまで確認されていない半単位格子ナノクラスター発見し,このナノ構造体がAl原子15個,Si原子6個から構成されることが判明した.さらには,このナノ構造体がAlナノクラスターからγ相へ変化する中間状態として存在し,これまで明瞭な報告例のないγ相の表面構造をも明らかにすることができた,これらの研究成果を雑誌論文(Physical Review B)にも投稿し,受理された.(3)Alナノクラスターの表面電子状態をSTM/STS観測によって,高い表面絶縁性を示し,極性の異なるSi(n・p型)表面上のAlナノクラスターが異なる表面電子状態を発見した,その理由が,探針誘導バンドベンディング効果を考慮した計算シミュレーションからキャリア濃度の変化と表面状態密度の減少が起因していることを明らかにした,これらの研究成果を雑誌論文(Physical Review B)に投稿予定である.(4)Alナノクラスター表面相上にCoを蒸着させることにより,さらにサイズが均一なCo金属クラスターの作成に成功した.この表面電子状態をSTM/STS観測したところ,Alナノクラスターより金属的な性質を示し,さらには特徴的なトンネルスペクトルを観測できた.また,このCoクラスターがAlナノクラスターを形成させずにSi基板に直接Coを蒸着させた場合に形成されるCoSi2クラスターとは異なり2×2表面相を示さない形成プロセスを確認し,STSスペクトルからも全く異なるスペクトルを検出した.このCoクラスターとCoSi2クラスターの構造的な違いを知るために,高エネルギー加速器研究機構(KEK)のフォトンファクトリービームライン18A(PFBL-18A)の高輝度放射光源を用いた内殻光電子スペクトルから両クラスターとSi基板間の界面構造が異なることを示唆するスペクトルを得ることができた.今後は,これらの内殻光電子スペクトル結果から得られたスペクトルを元に光電子回折実験を行い,Coクラスターの原子構造を明らかにして雑誌論文に投稿する予定である.(5)Coクラスターはこれまでの研究から低温40K以下で強磁性体を示すことが明らかになっていることから,この表面で強磁場中

(1) Independently に designed た た "Al steaming source", <s:1> improved を koji, <s:1>, and successfully achieved に とされた stable な steaming に successfully た た. By ま た, belong to け into れ を our April first か ら - more し, vacuum goods を り Cha う props が insufficient し て い た た め, surface ナ ノ line structure into analytical を と え る よ う に servicing し た. (2) Al/Si (111) surface structure の steamed temperature, Al film thickness dependence を STM 観 に measurement よ り に べ, detailed こ れ ま で confirm さ れ て い な い half 単 a grid ナ ノ ク ラ ス タ ー 発 し, こ の ナ ノ constructs が Al atoms 15, Si atoms six か ら constitute さ れ る こ と が.at し た. さ ら に は, こ の ナ ノ constructs が Al ナ ノ ク ラ ス タ ー か ら へ gamma phase - change す る intermediate state と し し て, こ れ ま で clear な report cases の な い gamma phase を の surface structure The research results of ら にする とがで とがで た た, れら れら を雑 を雑 were published in a Physical Review B) に も contribute し, accepts the さ れ た. (3) Al ナ ノ ク ラ ス タ ー の surface electronic state を STM/STS 観 measuring に よ っ て, high い surface never try を し, polarity の different な る Si (n, p) on the surface of の Al ナ ノ ク ラ ス タ ー が different な る surface electronic state を 発 see し た, そ の reason が, probe induced バ ン ド ベ ン デ ィ ン グ unseen fruit を consider し た computing シ ミ ュ レ ー シ ョ ン か ら キ ャ リ の ア concentration variations change と surface state density の reduce が cause し て い る こ と を Ming ら か に し た, こ れ ら の research を 雑 tzu paper (Physical Review B) contribute に designated で あ る. (4) Al ナ ノ ク ラ ス タ ー に Co を steaming on the surface phase さ せ る こ と に よ り, さ ら に サ イ ズ が uniform な Co metal ク ラ ス タ ー の made に successful し た. こ の surface electronic state を STM/STS 観 measuring し た と こ ろ, Al ナ ノ ク ラ ス タ ー よ り な properties of metal を し, さ ら に は Of 徴 な ト ン ネ ル ス ペ ク ト ル を 観 measuring で き た. ま た, こ の Co ク ラ ス タ ー が Al ナ ノ ク ラ ス タ ー を form さ せ ず に Si substrate に Co directly を steamed さ せ た occasions に form さ れ る CoSi2 ク ラ ス タ ー と は different な を り 2 x 2 surface phase in さ な い form プ ロ セ ス を confirm し, STS ス ペ ク ト ル か ら も full く different な る ス ペ ク ト ル を 検 out し た. こ の Co ク ラ ス タ ー と CoSi2 ク ラ ス タ ー の constructed な violations い を know る た め に, high エ ネ ル ギ ー accelerator research institute (KEK) の フ ォ ト ン フ ァ ク ト リ ー ビ ー ム ラ イ ン 18 a の (PFBL - 18 a) degree of micromixer mixing effect radiation light source を using い た inner photoelectron ス ペ ク ト ル か ら struck ク ラ ス タ ー と Si substrate が の interface structure between different な る こ と を in stopping す る ス ペ ク ト ル を have る こ と が で き た. The next は こ れ ら の inner photoelectron ス ペ ク ト ル results か ら have ら れ た ス ペ ク ト ル を yuan に photoelectron inflexion be 験 を い, Co ク ラ ス タ ー の atomic structure を Ming ら か に し て 雑 volunteers contribute papers に す る designated で あ る. (5) Co ク ラ ス タ ー は こ れ ま で の research か ら low temperature below 40 k で strong magnetic body を shown す こ と が Ming ら か Youdaoplaceholder0 になって る と と ら ら, in the で strong magnetic field on the surface of the <s:1>

项目成果

Alナノクラスター表面相上のCoクラスターの原子・電子構造研究

Al纳米簇表面相Co簇的原子和电子结构研究

• 发表时间: 2007
• 作者: K. Aamodt;et al.;Uchimura Yasuhiro;Hisayuki Torii for the ALICE Collaboration;Motohashi Hozumi;Saltoh Noriko;Hisayuki Torii for the ALICE-P HOS Collaboration;Baba Daichi;鳥井 久行;鳥井 久行;鳥井 久行;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Hiromi Hirata;Ryoichiri Kageyama;Jun Hatakeyama;Joung Hee Beak;Jun Hatakeyama;畠山 淳;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Ryoichiro Kageyama;Hiromitsu Takahashi;A. A. Abdo;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋弘充;高橋弘充;Hiromitsu Takahashi;Hiromitsu Takahashi;高橋弘充;Hiromitsu Takahashi;Hiromitsu Takahashi;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;田中 博晃;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;牧 貴愛;牧 貴愛;牧 貴愛;牧 貴愛;成田 尚司;成田 尚司;成田 尚司;成田 尚司
• 通讯作者: 成田 尚司

Alナノクラスター表面相上のCoクラスターの原子・電子構造研究III

Al纳米团簇表面III相Co团簇的原子和电子结构研究

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Aamodt;et al.;Uchimura Yasuhiro;Hisayuki Torii for the ALICE Collaboration;Motohashi Hozumi;Saltoh Noriko;Hisayuki Torii for the ALICE-P HOS Collaboration;Baba Daichi;鳥井 久行;鳥井 久行;鳥井 久行;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Hiromi Hirata;Ryoichiri Kageyama;Jun Hatakeyama;Joung Hee Beak;Jun Hatakeyama;畠山 淳;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Ryoichiro Kageyama;Hiromitsu Takahashi;A. A. Abdo;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋弘充;高橋弘充;Hiromitsu Takahashi;Hiromitsu Takahashi;高橋弘充;Hiromitsu Takahashi;Hiromitsu Takahashi;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;田中 博晃;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;牧 貴愛;牧 貴愛;牧 貴愛;牧 貴愛;成田 尚司;成田 尚司
• 通讯作者: 成田 尚司

Alナノクラスター表面相上のCoクラスターの原子・電子構造研究II

Al纳米团簇表面第二相Co团簇的原子和电子结构研究

• 发表时间: 2007
• 作者: K. Aamodt;et al.;Uchimura Yasuhiro;Hisayuki Torii for the ALICE Collaboration;Motohashi Hozumi;Saltoh Noriko;Hisayuki Torii for the ALICE-P HOS Collaboration;Baba Daichi;鳥井 久行;鳥井 久行;鳥井 久行;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Hiromi Hirata;Ryoichiri Kageyama;Jun Hatakeyama;Joung Hee Beak;Jun Hatakeyama;畠山 淳;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Jun Hatakeyama;Ryoichiro Kageyama;Hiromitsu Takahashi;A. A. Abdo;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋弘充;高橋弘充;Hiromitsu Takahashi;Hiromitsu Takahashi;高橋弘充;Hiromitsu Takahashi;Hiromitsu Takahashi;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;高橋 弘充;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;中村 英代;田中 博晃;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永京子;松永 京子;松永 京子;松永 京子;牧 貴愛;牧 貴愛;牧 貴愛;牧 貴愛;成田 尚司;成田 尚司;成田 尚司
• 通讯作者: 成田 尚司