表面改質 Group





表面とは

表面とはバルク(結晶内部)に対する概念である。物質の表層部では付着や脱離などの結果、 物質内部とは組成が異なったり、組成が同じであってもバルクとは異なる物性を示す。 表面では原子の並びが途切れるため、表面第一層原子状には切れた結合手が現れる。 これを、ダングリングボンドと呼ぶ。ダングリングボンドは極めて活性で、その存在が最表面の 物性を大きく特徴付けている。表面原子は新しい平衡位置、あるいは表面エネルギーが最小になる よう移動する。


ナノスケール表面改質領域の物性評価

テラビットの集積を可能とするナノ構造形成のための要素技術の探索において、 我々は表面原子の自己組織化という自然現象に注目してきた。イオン照射によるSi表面改質過程を走査トンネル顕微鏡を用いてリアルタイム観察し、 1個のイオンがつくる表面改質領域の構造、電子状態およびそれらの動的変化をナノメータスケールで明らかにする。



液体金属イオン銃/超高真空走査型トンネル顕微鏡複合装置(LM-IG / UHV-STM)

イオン照射による半導体表面改質の素過程をナノスケールで理解するため、 液体金属イオン源方式のイオン銃と、超高真空走査型トンネル顕微鏡とを組み合わせた複合装置 (LM-IG / UHV-STM)を開発してきた。金属イオンの照射前後に渡り、同一領域の連続STM像を 原子分解能で取得することが可能となっている。金属イオン照射の実現により、 ドーパントを含めた半導体プロセスで用いられる元素のイオンによる半導体表面性状 (構造・電子状態)変化の解明を狙っている。






これまでの研究成果

・極高真空装置を用いた表面構造相転移の研究

・高温超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)を用いたSi(111)表面再構成の研究








Skill and knowledge of Surface group

□ STM探針作製技術
・独自の作成装置による極めて先鋭化された探針の作製

□ 液体金属イオン源作製技術
・Au-Si液体金属イオン源等の数々のイオン源の作製

□ 試料作製技術
・水素終端された原子レベルに平坦な試料の作製



Theme

IG / UHV-STM(初号機)
・Arイオン照射過程のリアルタイムSTM観察

LM-IG / UHV-STM(弐号機)
・Siイオン照射過程のリアルタイムSTM観察







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