一・二次元カーボン60ナノ構造の電子・振動状態に関する研究

一维和二维碳60纳米结构的电子态和振动态研究

• 批准号: 14740180
• 负责人: 坂本 一之
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740180/
• 关键词: 低次元物性; 一次元金属原子鎖; フラーレン; 電子・フォノン相互作用; 一次元金属鎖

本年度の研究成果は以下の通りである。1、一次元C_<60>ナノ構造を形成する可能性を有する基板として、1原子層(ML)以下の金属原子をシリコン(Si)表面上に吸着することによって形成する一次元金属鎖がある。本年度はまず、Si(111)表面上にユーロピウム(Eu)を吸着することによって形成する(擬)一次元構造を低速電子線回折と光電子分光を用いて調べた。その結果、Euの吸着量に依存して異なる(擬)一次元構造を持つことを明らかにし(1/6 MLで擬一次元(3×2)構造、0.3 MLで擬一次元(5×4)構造をとり、Euの吸着量の増大とともに一次元(7×1)、(9×1)、(11×1)となり、0.5 MLで(2×1)構造をとる)、この系が一次元C_<60>ナノ構造を作成する基板として有効であることを示した。また、これらの構造のうち(3×2)、(5×4)と(2×1)表面の電子状態を角度分解光電子分光により測定した結果、いずれの表面も半導体的な電子状態を有することをもとめた。2、一次元金属的な電子状態を有するIn/Si(111)-(4×1)表面上にC_<60>を蒸着すると、吸着量が0.3 ML程度の時に5から10分子程度の一次元C_<60>分子鎖を形成することを走査トンネル顕微鏡(STM)の観測よりもとめた。また、STMの単針を表面に近づけながら表面平行方向に動かすことによってC_<60>分子が移動することを観測した。この結果は、C_<60>分子とIn/Si(111)-(4×1)表面の相互作用が弱いイオン結合であり、形成されたC_<60>分子鎖が一次元金属的な電子状態を有することを示唆する。

今年的研究成果如下。 1.通过将一个原子层（ML）或更少的金属原子吸附到硅（Si）表面上而形成的一维金属链是具有形成一维C_<60>纳米结构的潜力的基底。今年，我们首先利用低速电子衍射和光电子能谱研究了在Si(111)表面吸附铕(Eu)形成的(赝)一维结构。结果表明，（准）一维结构根据Eu的吸附量而不同（1/6ML具有准一维（3×2）结构，0.3ML具有准一维（3×2）结构，0.3ML具有准一维（3×2）结构。一维(5×4)结构，随着Eu吸附量的增加，变为一维(7×1)、(9×1)、(11×1)、0.5。 (ML中的2×1)结构)，结果表明该系统作为创建一维C_<60>纳米结构的基底是有效的。此外，通过角分辨光电子能谱测量这些结构的（3×2）、（5×4）和（2×1）表面的电子态，结果发现所有表面都具有半导体-就像我要求的电子状态一样。 2.当C_<60>沉积在具有一维金属电子态的In/Si(111)-(4×1)表面时，当吸附量达到一定值时，形成约5至10个分子的一维粒子约为0.3ML。通过扫描隧道显微镜(STM)观察确定C_ 60 分子链的形成。此外，通过将STM单针沿平行于表面的方向移动到靠近表面，我们观察到C_<60>分子发生了移动。该结果表明C_<60>分子与In/Si(111)-(4×1)表面之间的相互作用为弱离子键，形成的C_<60>分子链具有一维金属电子态表明有。

项目成果

Atomic and electronic structures of metal induced Si(111)-(3×1) reconstructed surfaces

金属诱导Si(111)-(3×1)重构表面的原子和电子结构

• 发表时间: 2004
• 期刊: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2
• 作者: Kazuyuki Sakamoto