ドーパントの価数ごとの立体原子配列を観測する小型測定装置の研究

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本研究は電子エネルギー分析器の革新とそれを用いた最新材料のドーパントの化学状態毎の立体原配列の解析の実現を目的とする。ドーピングにより物性の改変を行うことは科学技術の基礎の1つであるが、ドーパントの原子配列の測定は難しかった。研究開発する本装置によるドーパントの立体原子配列の測定原理は以下である。試料に電子線を照射し、ドーパントからオージェ電子を励起する。このオージェ電子の放出角度分布はドーパントの周囲の立体原子配列を記録したホログラムとなっている。ここからドーパント周辺の立体原子配列が得られる。励起源に電子を用いるため、研究室ベースで測定が可能となる。この実現には±45°以上の広い立体角で電子を検出しつつ、高い分解能を持つ電子エネルギー分析器が必要であり市販の電子エネルギー分析器では対応できない。研究開発する電子エネルギー分析器は松井共同研究者らが発明した平行化レンズと研究代表者らが発明したエネルギー分解能を向上させるための阻止電場型電子エネルギー分析器RFAを組み合わせた新しいタイプ部である。研究実施計画として平行化レンズ部の楕円型メッシュ電極、およびRFAの阻止電場長の理論計算結果から、アナライザの設計をする。アナライザと真空チャンバーを製作して、電子アナライザを立ち上げて性能を評価し、実際の光電子ホログラムの測定まで行う計画である。本年度はアナライザと真空チャンバーの製作まで完了した。