Study on local surface electrical conduction by scanning microscopic four-point probes in ultrahigh vacuum

超高真空中显微四点探针扫描局部表面电导研究

基本信息

  • 批准号:
    13305004
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have developed a ultrahigh-vacuum system for electrical conductivity measurements with high surface sensitivity by using monolithic micro-four-point probe method (probe spacing being 4〜40μm) at temperatures ranging from 10 K to room temperature, combined with simultaneous structure analysis by reflection-high-energy electron diffraction (RHEED). This apparatus enables direct measurements of electrical conductivity at the topmost atomic layers on crystal surfaces as a function of temperature. We have made several new findings with this apparatus.(1)A quasi-one-dimensional metallic surface, Si(111)-4×1-In, was found to show a metal-insulator transition around 120 K as revealed by a dramatic increase in resistance by cooling. This is consistent with a picture of Peierls transition accompanied with charge-density waves.(2)A two-dimensional metallic surface, Si(111)-√3×√3-Ag, was found to show a metal-insulator transition around 230 K as revealed by a dramatic increase in resistance by cooling. Combined with photoemission spectroscopy study, the low-temperature phase is not a band insulator. Weak localization may play a role.(3)A quasi-one-dimensional metallic surface, Si(557)-Au, was found to be semiconductive in terms of electrical conduction. This may be due to atomic defects which break up the metallic atomic chains into segments.
我们开发了一种超高真空电导率测量系统,采用单片微型四点探针法(探针间距为4~40μm),温度范围为10 K至室温,并结合同步结构分析,具有高表面灵敏度。反射高能电子衍射(RHEED)可以直接测量晶体表面最顶层原子层的电导率与温度的关系。 (1) 准一维金属表面 Si(111)-4×1-In 被发现在 120 K 左右表现出金属-绝缘体转变,这通过冷却引起的电阻急剧增加表明。与伴随电荷密度波的 Peierls 跃迁图一致。(2)二维金属表面 Si(111)-√3×√3-Ag 被发现在 230 K 左右表现出金属-绝缘体转变,如下所示:结合光电子能谱研究表明,低温相不是带状绝缘体,可能起到了一定作用。(3)准一维金属表面Si(557)。 -Au,被发现在导电方面具有半导体性,这可能是由于原子缺陷将金属原子链分解成片段。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ナノテクノロジーのための走査電子顕微鏡
用于纳米技术的扫描电子显微镜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    日本表面科学会編;長谷川修司;他 分担執筆
  • 通讯作者:
    他 分担執筆
長谷川修司, 白木一郎, 田邊輔仁, 保原麗, 金川泰三, 谷川雄洋, 松田巌: "ミクロな4端子プローブによる表面電気伝導の測定"表面科学. 23. 740-752 (2002)
Shuji Hasekawa、Ichiro Shiraki、Sukehito Tanabe、Rei Yasuhara、Taizo Kanakawa、Yuhiro Tanikawa、Iwao Matsuda:“使用显微 4 端子探针测量表面电导率”表面科学 23. 740-752 (2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Fundamentals and Applications of Surface Science, Ed. Surface Science Society of Japan, Scanning electron microscopy for Nanotechnology
表面科学的基础和应用,Ed。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Hasegawa;et. al.
  • 通讯作者:
    et. al.
S.Hasegawa, I.Shiraki, T.Tanikawa, C.L.Petersen, et al.: "Direct measurement of surface-state conductance by microscopic four-point probe method"Journal of Physics : Condensed Matter. 14. 8379-8392 (2002)
S.Hasekawa、I.Shiraki、T.Tanikawa、C.L.Petersen 等人:“通过显微四点探针法直接测量表面态电导”物理学杂志:凝聚态物质。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.V.Ryjkov, T.Nagao, V.G.Lifshits, S.Hasegawa: "Phase transition and stability of Si(111)-8x'2'-In surface phase at low temperature"Surface Science. 488. 15-22 (2001)
S.V.Ryjkov、T.Nagao、V.G.Lifshits、S.Hasekawa:“低温下 Si(111)-8x2-In 表面相的相变和稳定性”表面科学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    HASEGAWA Shuji

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作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了