表面をSTM/AFMで修飾した基板上への結晶成長に関する研究

STM/AFM表面改性基底晶体生长研究

基本信息

批准号：
06750004
负责人：
上野啓司
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750004/
关键词：
原子間力顕微鏡 AFM フラーレン分子性結晶層状物質水素終端シリコン

项目摘要

本研究は、Mos_2やGaSeなどの層状物質基板の表面、または表面を水素終端によって不活性化したSi(111)基板表面を、走査型トンネル電子顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)を用いて原子スケールで修飾・加工を行い、その上に他の有機物質や化合物半導体を成長することで、原子スケールで成長様式や構造を制御し、任意のパターン描画を実現できる手法の開発を目的とする。本年度はまず最初に、これらの物質の様に表面が不活性な基板を、何らかの手法で加工した際に形成されるステップ等の活性部位に対し、結晶成長がどのように進行するか、を検証するために、(1)水素終端Si(111)基板、(2)螺旋成長した層状物質GaSe薄膜、の各基板上へ、分子性結晶であるC_<60>の成長を行った。(1)の水素終端基板上では、基板表面に残った終端の不完全な部分で核形成が起こり、C_<60>分子がデンドライト形状の島状成長をすることが、基板温度を変えて行った一連の測定から確認された。完全な水素終端を行った上で、STMの探針で表面の水素原子を選択的に脱離させることが出来れば、任意の位置にC_<60>分子を吸着・成長させることが可能であるといえる。(2)の螺旋状GaSe薄膜上には螺旋の各ステップ端に活性部位が存在すると考えられるが、C_<60>分子はまずそのステップ端に吸着し、次に螺旋のテラスを埋めて成長していく様子がAFMによって観察された。すなわち、平坦な層状物質基板上に溝状のステップを形成すれば、C_<60>分子などはその中で選択的に成長すると期待される。現在そのような溝状構造の作製の実験を進めており、分子性結晶による微細構造の物性測定を目指している。

在本研究中，我们使用扫描隧道电子显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）来检查Mos_2或GaSe等层状材料基板的表面，或表面已失活的Si（111）基板的表面目的是开发一种可以在原子尺度上控制生长模式和结构的方法，通过在原子尺度上对其进行修饰和加工，并在其上生长其他有机物质和化合物半导体，实现任意图案的绘制。。今年，我们将首先研究晶体生长在活性位点的进展情况，例如使用某种方法处理具有非活性表面的基板（如这些材料）时形成的台阶。为了做到这一点，我们制作了分子晶体 C_<60>。生长在 (1) 氢封端 Si(111) 衬底和 (2) 螺旋生长的层状 GaSe 薄膜上。在(1)中的氢封端基体上，在基体表面上残留的不完全末端处发生成核，并且随着基体温度的变化，C_ 60 分子以枝晶状岛状生长，这通过一系列测量得到证实。如果在完全氢终止后可以使用STM探针选择性地解吸表面上的氢原子，则可以说可以在任何位置吸附和生长C_ 60 分子。在(2)中的螺旋GaSe薄膜上，活性位点被认为存在于螺旋的每个台阶末端，但C_<60>分子首先吸附到台阶末端，然后生长填充螺旋的台阶。使用 AFM 观察。换句话说，如果在平坦的层状材料基板上形成凹槽状台阶，则预计C_<60>分子将在其中选择性地生长。我们目前正在进行实验来创建这种凹槽状结构，并旨在使用分子晶体来测量微观结构的物理特性。