表面ディールスアルダー反応による半導体表面の化学修飾

通过表面狄尔斯-阿尔德反应对半导体表面进行化学修饰

基本信息

批准号：
02F00606
负责人：
上田寛
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)Si(100)表面において観測される表面欠陥として,A型,B型,C型が報告されてきたが,特にc型欠陥の起源については未だ解決されていなかった.Hossain博士は,低温(80K)における高分解能走査型トンネル顕微鏡(STM)を駆使して,c型欠陥を詳細に観察し,それらの形状が4種に分類され,さらに2組の鏡像異性体からなることを発見した.水分子の解離吸着のSTM像と照らし合わせることにより,c型欠陥の起源は2つの隣り合ったシリコン表面ダイマーに1個の水分子が解離吸着したものと結論した.(2)Si(100)表面のシリコンは非対称ダイマー構造をとるため,それぞれの原子は異なる電子状態をとり,化学反応性も異なることが期待される.Hossain博士は低温STMを駆使して,Si(100)c(4x2)表面におけるトリメチルアミン(TMA),アンモニアなどの分子を吸着させ,吸着状態を原子分解能で調べた.その結果,TMAは100%選択的に非対称ダイマーの下部Si原子に分子状吸着すること,アンモニア分子は動的前駆状態を経由して解離吸着し1次元島状にドメインが成長することなどを見いだした.(3)Si(100)表面にアルケンやアルキンは環化付加反応することが知られている.アルキンとアミン両方の官能基を持つ分子(ジメチルアミノ2プロピン)を低温で吸着させると非対称ダイマーの下部Si原子に分子状吸着するが,室温ではアセチレン基が環化付加反応することを,STMや表面振動分光法を用いて見いだした.温度により吸着最表面の官能基をコントロールできることを示した.

（1）A，B和C型已报告为在Si（100）表面上观察到的表面缺陷，但尚未解决C型缺陷的起源。 Hossain博士在低温（80K）下使用高分辨率扫描隧道显微镜（STM）来详细观察C型缺陷，并发现它们的形状分类为四种类型，并由两组对照组组成。通过比较水分子解离和吸附的STM图像，他得出结论，C型缺陷的起源是两个相邻硅表面二聚体的解离和吸附。（2）由于Si（100）表面上的硅具有不对称的二聚体结构，因此每个原子都有不同的电子状态，并且化学反应性不同。 Hossain博士使用低温STM使S.三甲胺（TMA）和氨的吸附状态吸附在I（100）C（4x2）表面上，并使用原子分辨率检查了吸附状态。结果，将TMA选择性地吸附在不对称二聚体的下部Si原子上，氨分子分离并通过动态前体状态吸附并吸附，并在一维岛屿上生长的结构域。（3）已知烷烃和炔烃在Si（100）表面上与环化反应。当具有碱和胺官能团（二甲基氨基2propyne）的分子在低温下吸附时，分子吸附在不对称二聚体的下Si原子上，但是在室温下，乙炔基团在室温下与环化反应。显示温度可以控制吸附的顶部表面上的官能团。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Md.Zakir Hossain, Yoshiyuki Yamashita, Kozo Mukai, Jun Yoshinobu: "A new model for C-defect on Si(100)"Phys.Rev.B.. 67. 153307 (2003)

Md.Zakir Hossain、Yoshiyuki Yamashita、Kozo Mukai、Jun Yoshinobu：“Si(100) 上 C 缺陷的新模型”Phys.Rev.B.. 67. 153307 (2003)

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Md.Z.Hossain, Yoshiyuki Yamashita, Kozo Mukai, Jun Yoshinobu: "Microscopic observation of precursor-mediated adsorption process of NH3 on Si(100)c(4x2) using STM"Phys.Rev.B. 68. 235322 (2003)

Md.Z.Hossain、Yoshiyuki Yamashita、Kozo Mukai、Jun Yoshinobu：“使用 STM 显微观察前体介导的 NH3 在 Si(100)c(4x2) 上的吸附过程”Phys.Rev.B。

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H.Z.Hossain ほか: "Model for the C-defect on Si(100)"Phys. Rev. B. (in press). (2003)

H.Z.Hossain 等人：“Si(100) 上的 C 缺陷模型”Phys Rev. B.（出版中）。

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王　玉柱，岡田貴登，中村嘉宏，山子　剛，鳥取部光司，帖佐悦男