STM/AFMによる層状物質基板上への超微細構造の作製

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本研究は、ファンデアワールス・エピタキシ-法によって作製された層状美質超薄膜表面に,走査型トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)を用いて超微細加工を施し,更に加工位置への選択的成長による有機分子や金属原子等の微細構造形成を目指している。本年はまず,加工・選択成長の基板として必要なMoS_2基板上のGaSe薄膜の最適成長条件を求めた。の結果MoS_2基板表面をほぼ完全に覆うGeSe単層膜の形成に成功し,理想的な基板上での加工・選択成長実験が可能となった。次にMoS_2基表面を部分的にGaSe単層膜で覆った基板上そのC_<60>分子の成長実験を行い,基板温度180℃〜250℃程度の範囲内ではC_<60>分子がMoS_2基板上にのみ成長し,最小で20nm幅程度の超微細C_<60>領域が形成可能であることを見いだした。以上の結果を元に,MoS_2基板上GaSe単層膜を先ずAFMのカンチレバ-を用いて加工し,nmスケールのMoS_2露出領域を形成した後にC_<60>分子の成長を行い,加工した形状通りのC_<60>ナノ構造を形成することを試みた。AFM加工では,最小で幅7.5nm程度の溝を切削し,MoS_2表面を露出することに成功した。そこでC_<60>分子を基板温度180℃でAFM加工表面へ照射したところ,C_<60>分子はGaSe未被履のMoS_2露出領域のみならず,AFM加工により露出したMoS_2表面にも選択成長できることが確認された。現在他の分子,原子の選択成長の実験を進めている。