HREELSとSTMによる金属ナノクラスターの制御と電子励起状態の研究

HREELS和STM对金属纳米团簇的控制和电子激发态的研究

基本信息

批准号：
08J04492
负责人：
加藤大樹
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は化学処理により作製した水素終端シリコン(111)表面基板の高品位化と基板上金属ナノクラスターの成長制御とその電子励起状態を明らかにするべく研究を行ってきた。本年度はまず、これまでに明らかにしてきたSi(111)表面の終端法とそれにより得られる表面の物性についてレビュー論文として発表した(雑誌論文1)。その後、この基板表面の特性の中でも酸化過程を明らかにした。完全に汚染の無い表面を初めて得て、これを利用する事で初めて精度の高い知見を得た。これを学会に発表した(学会発表1)。これによると酸素は選択的なサイトに優先的に酸化されることを初めて明らかにした。これまでのSi(111)水素終端法の知見を基にしてSi(110)表面の化学処理による水素終端法に取り組み、その振動状態を初めて明らかにした。化学処理による結果得られた水素終端面はSi(111)程の高品位さを示さないが、振動状態の研究をする上では十分であった。この表面の振動状態を測定したところ、分子振動に特異な分散が見られ、振動状態に影響する水素-水素原子間の相互作用の存在が初めて観測された(学会発表2)。これまでに確立した水素終端Si(111)基板を利用した銀ナノクラスターの電子励起状態とその結晶構造を次に調べた。低速電子線回折により結晶の周期性を観測したところ、これまでに無い結晶成長の様式が認められた。銀ナノクラスターは直径5nm程度に成長するが、その回折線から、下地のシリコンと等しい面内方位にAg(111)の回折スポットを強く示しておりエピタキシャルな成長様式が認められた。さらに詳しく観測することで、Si(111)スポットから左右に11°程度ずれた位置にサブスポットが存在することを見出した。このような成長様式はこれまでに観測されていない。また、新たな励起状態を電子エネルギー損失分光により見出した。上記の内容を現在論文にまとめ発表する準備を行っている状況である。

申请人进行了研究，以阐明化学处理产生的高质量氢终止硅（111）表面底物，控制底物上金属纳米簇的生长以及其电子激发态。今年，我们首先发表了一篇有关SI（111）表面终止方法的评论论文以及通过此表面的物理特性（期刊1）。之后，氧化过程在底物表面的特性中阐明。这是我第一次拥有完全污染的完全自由的表面，我能够通过使用此表面获得高精度知识。这是将其提交给会议（会议演讲1）。这首先揭示了氧气优先氧化为选择性位点。基于SI（111）氢终止方法的先前发现，我们已经使用Si（110）表面上的化学处理方法研究了一种氢终止方法，并且首次揭示了振动状态。通过化学处理获得的氢末端表面的质量不高于Si（111），但足以研究振动状态。当测量该表面的振动状态时，在分子振动中观察到独特的分散体，并且首次观察到影响振动状态的氢 - 氢原子相互作用的存在（会议2的介绍）。接下来研究了使用先前建立的氢终止的Si（111）底物的银纳米簇的电子激发态和晶体结构。当通过缓慢的电子衍射观察到晶体的周期性时，观察到了前所未有的晶体生长模式。银纳米簇生长到直径约5 nm，衍射线在平面方向等于等于基础硅的平面定向中显示出Ag的衍射斑点（111），并且观察到了外延生长模式。通过进一步的详细观察，我们发现在从Si（111）位置向左和右移动约11°的位置存在子点。到目前为止，尚未观察到这种增长模式。此外，通过电子能量损失光谱发现了一种新的激发态。我们目前正在准备将上述信息汇总到论文中并介绍。