Surface Physics News in 2003-2016

[No.]
Date
No.89

Jan
2016
2層グラフェンが超伝導になった!:Caを層間に挿入 
Superconducting Calcium-Intercalated Bilayer Graphene
ACS Nano 10, 2761-2765 (Jan, 2016)
S. Ichinokura, K. Sugawara, A. Takayama, T. Takahashi, and S. Hasegawa


グラフェンは炭素原子が作る1原子層のシート状の物質。そこでの電子は”質量ゼロ”のディラック電子で、高い移動度を持つということでノーベル賞にもなった物質。それが、超伝導になることを発見した。2層のグラフェンを作り、その間にLi原子またはCa原子を挿入した(インターカレーション)。Li原子の場合には超伝導にならなかったが、Ca原子層をインターカレーションした場合に限って、2.3 Kで超伝導に転移した。空気中ではすぐに酸化されてしまうために、試料の作成と電気伝導の測定をすべて超高真空中で行って初めて観測された。
No.88

Oct
2015
ラシュバ分裂した表面状態が超伝導になった:パリティの破れた超伝導 
Two-dimensional superconductor with giant Rashba effect: One-atomic-layer Tl-Pb compound on Si(111)
Phys. Rev. Lett. 115, 147003 (Oct, 2015)
A.V. Matetskiy, S. Ichinokura, L.V. Bondarenko, A.Y. Tupchaya, D.V. Gruznev, A.V. Zotov, A.A. Saranin, R. Hobara, A. Takayama, and S. Hasegawa


Si(111)表面上に単原子層の(Tl+Pb)合金を蒸着する、Rashba効果によって大きなスピン分裂が起こっていることが角度分解光電子分光(ARPES)測定と第1原理計算から明らかになった。また、その一つのバンドが大きな電子格子相互作用係数を持つこともARPES測定からわかった。この表面を超高真空中で超低温まで冷却して4端子法で「その場」電気抵抗測定を行ったところ、2.25 Kで超伝導に転移しすることを発見した。これは、Rashba分裂した片方のバンドだけによるので、パリティの破れた超伝導である可能性が高く、得意な性質を持つと期待できる。
No.87

Sep
2015
時間反転対称性を破ってトポロジカル状態のディラックコーンにギャップを開く 
Direct observation of a gap opening in topological interface states of MnSe/Bi2Se3 heterostructure
Appl. Phys. Lett. 107, 091604 (Sep, 2015)
A.V. Matetskiy, I. A. Kibirev, T. Hirahara, S. Hasegawa, A.V. Zotov, and A.A. Saranin


トポロジカル絶縁体として知られている Bi2Se3(111)表面上に半強磁性体であるMnSe超薄膜をエピタキシャル成長させた。その状態で角度分解光電子分光測定をすると、Bi2Se3の表面にあるディラックコーンのディラック点に90 meV程度のエネルギーギャップが開いていた。これは、MnSeの磁性によって、時間反転対称性が破られた結果であると解釈できる。これによって、量子異常ホール効果やトポロジカル磁気電気効果が観測可能となるだろう。
No.86

Sep
2015
ビスマス薄膜の半金属ー半導体ー金属転移を発見 
Role of Quantum and Surface-State Effects in the Bulk Fermi Level Position of Ultrathin Bi films
Phys. Rev. Lett.115, 106803 (Sep, 2015)
T. Hirahara, T. Shirai, T. Hajiri, M. Matsunami, K. Tanaka, S. Kimura, S. Hasegawa, and K. Kobayashi


ビスマスは、バルク結晶では半金属として知られているが、薄膜にすると、量子サイズ効果によって半導体になることが予想されていた。しかし、その確たる実験的証拠は得られていなかった。角度分解光電子分光法によって、今回初めてその転移を観察することに成功した。さらに、薄い超薄膜になると、その半導体状態が金属状態に転移することも発見した。その原因は、表面状態とバルク状態間での電荷のやりとりによって、電荷中性条件が変化するためではないかと推定された。
No.85

Nov
2014
非磁性物質のビスマスによるHeイオン散乱スピン軌道相互作用によるスピン依存イオン散乱 
Electron-spin dependent 4He+ ion scattering on Bi surfaces
Radiation Effects and Defects in Solids 169 (12), 1003-1009 (Nov, 2014)
S. Ichinokura , T. Hirahara, S. Hasegawa, O. Sakai and T.T. Suzuki


重元素物質によるスピン軌道相互作用は、ラシュバ効果やトポロジカル物質などで重要な役割をする。ビスマスによるHeイオン散乱過程でも、Heイオンの1s電子のスピン軌道相互作用によってスピンの向きに応じて散乱強度が変わることを実験的に実証した。スピン偏極したHeイオンビームを生成してBiに照射し、スピンアップとスピンダウンのHeイオンの散乱強度の違いを検出した。
No.84

Oct
2014
4探針STMと集束イオンビーム装置を一体化;超高真空中での微細加工と一貫測定を可能に 
In situ Magnetotransport Measurements in Ultrathin Bi Films: Evidence for Surface-Bulk Coherent Transport
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 12, 423-430 (Oct, 2014).
N. Fukui, R. Hobara, T. Hirahara, Y. Miyatake, H. Mizuno, T. Sasaki, T. Nagamura, and S. Hasegawa


「端のある表面」が今注目されている。それは(2次元)トポロジカル物質のエッジ状態などの関心からで、物質の「端」である表面のさらに「端の端」を制御性よく作れれば、新しい「表面物理学」の舞台となる。そのために、従来の4探針STM(走査トンネル顕微鏡)装置、MBE(分子線エピタキシー)装置、および、FIB(集束イオンビーム)装置をすべて超高真空化し、接続して一体化した装置を建設した。それによって、表面上を流れる電流経路を自在に制御できることを示した。これによってエッジ状態での伝導やスピン流の検出など、新しい展開が期待できる。
No.83

Nov.
2014
Bi薄膜の電気伝導:表面状態とバルク状態が渾然一体となって伝導に寄与 
In situ Magnetotransport Measurements in Ultrathin Bi Films: Evidence for Surface-Bulk Coherent Transport
Physical Review Letters 113, 206802 (Nov, 2014)
M. Aitani, T. Hirahara, S. Ichinokura, M. Hanaduka, D. Y. Shin, S. Hasegawa


膜厚が約20BL以下のBi超薄膜の場合、伝導度が膜厚に依存しないことから、表面状態が伝導に支配的に寄与していると言える。また、そこでは電子電子散乱が効いている。しかし、磁場中での弱局在現象は膜厚に依存した。これは、表面状態とバルク状態がコヒーレントに結合して一つの伝導チャンネルを作っていると解釈できす。一方、20BL以上の膜厚では、バルク状態が支配的に伝導に寄与している。

No.82

Sep
2014
カゴメ格子の有機2次元単分子シート 
Redox Control and High Conductivity of Nickel Bis(dithiolene) Complex π?Nanosheet: A Potential Organic Two-Dimensional Topological Insulator
Journal of The American Chemical Society 136, 14357 (Sep, 2014)
T. Kambe, R. Sakamoto, T. Kusamoto, T. Pal, N. Fukui, K. Hoshiki, T. Shimojima, Z. Wang, T. Hirahara, K. Ishizaka, S. Hasegawa, F. Liu, and H. Nishihara

この物質は上図に示すように「カゴメ格子」状の単分子層物質であり、2次元トポロジカル絶縁体の有機物シートとして理論的に予想されている。本研究では、上図のように単一フレークに4本の探針を接触させてvan der Pauw法で電気伝導度を測定した結果、極めて高い電気伝導度を持つことが示された。この物質が2次元トポロジカル有機絶縁体であるのなら、この高い電気伝導度はエッジ伝導に起因していると思われる。さらに酸化還元によって値が変わることもわかった。酸化還元反応によって物質をトポロジカル物質からトリビアル物質に転移させている可能性がある

No.82

June
2014
多層シリセンは幻? 
Structure Determination of Multilayer Silicene Grown on Ag(111) films by Electron Diffraction: Evidence for Ag Segregation at the Surface
Physical Review B 89, 241403(R) (Jun, 2014)
T. Shirai, T. Shirasawa, T. Hirahara, N. Fukui, T. Takahashi, and S. Hasegawa


グラフェンのような六方格子の単原子シートがシリコンでもできるのか?この単原子シートのシリコンは「シリセン」と呼ばれ、最近多数の研究報告がある。本研究では、Ag(111)結晶表面上に多層シリセンと言われている構造(√3×√3)を作成し、低速電子回折のスポット強度を電子線の加速電圧を変えながら測定し、その結果を多重散乱を取り込んだ理論計算結果と比較した。その結果、多層シリセンは、ダイヤモンド格子のシリコン層に極めて近い構造であることがわかった。そのシリコン層の最上層には1原子層の銀原子が偏析してSi(111)-√3×√3-Ag表面構造を作っていた。この条件で作成したシリコン層は残念ながらシリセンではなく、単なるシリコン結晶層であった。

No.81

May
2014
トポロジカル超伝導は幻? 
Structure and transport properties of Cu doped Bi2Se3 films
Physical Review B 89, 195311 (May, 2014)
T. Shirasawa, M. Sugiki, T. Hirahara, M. Aitani, T. Shirai, S. Hasegawa, and T. Takahashi

トポロジカル絶縁体のBi2Se3結晶にCuをドーピングすると超伝導になるという報告があり、トポロジカル超伝導の可能性が期待されている。本研究では、X線回折によってCu原子がBi2Se3結晶のファンンデル・ワールスギャップに入って原子層間隔を広げていることを確認し、さらにin situで0.8 Kまで冷却して電気抵抗を測定したが超伝導にはならなかった。この結果は、Cu原子のファンンデル・ワールスギャップ中へのインターカレーションが超伝導の原因となっているわけではないことを示している。

No.80

Mar
2014
1次元的な表面構造を持つ表面上に成長したAg超薄膜は異方的な電気伝導とを持つ 
Anisotropic Electronic Conduction in Metal Nanofilms Grown on a One-Dimensional Surface Superstructure
Physical Review B 89, 125415 (Mar, 2014)
N. Nagamura, R. Hobara, T. Uetake, T. Hirahara, M. Ogawa, T. Okuda, K. He, P. Moras, P. M. Sheverdyaeva, C. Carbone, K. Kobayashi, I. Matsuda, and S. Hasegawa

1次元金属表面として知られるSi(111)-4x1-In表面上にAg原子層を成長させると、1次元周期にしたがって周期的な積層欠陥の入ったAg膜となる。そのためにAg膜のフェルミ表面や電気伝導度が異方的な性質を持つことがわかった。成長基板の原子配列構造を利用して、超薄膜の物性を変えることができることを示した。
No.79

Oct
2013
トポロジカル絶縁体へのドーピングと表面状態の電気伝導を測定 
Fermi-Level Tuning of Topological Insulator Thin Films
Japanese Journal of Applied Physics 52, 110112 (Oct 2013)
Masaki Aitani, Yusuke Sakamoto, Toru Hirahara, Manabu Yamada, Hidetoshi Miyazaki, Masaharu Matsunami, Shin-ichi Kimura
and Shuji Hasegawa

Bi2Te3薄膜にPbを混ぜ込むとホールドープされてDirac Coneのみがフェルミ準位を横切る。このときの電気伝導は、Dirac表面状態の伝導となっている。しかもスピン偏極しているはず!
No.79

Oct
2013
電流誘起スピン偏極を検出! 
In situ transport measurements on ultrathin Bi(111) films using a magnetic tip: possible detection of current-induced spin polarization in the surface states
New Journal of Physics 15, 105018 (Oct 2013)
Takeshi Tono, Toru Hirahara and Shuji Hasegawa

強磁性探針を用いた4探針STMによる伝導測定によって、Bi表面状態を流れる電流でスピン分解測定に成功。
No.78

Jun
2013
表面状態超伝導のコヒーレンス長は異常に短い 
Magnetoresistance Measurements of a Superconducting Surface State of In-Induced and Pb-Induced Structures on Si(111)
Physical Review Letters 110, 237001 (Jun, 2013).
Manabu Yamada, Toru Hirahara, and Shuji Hasegawa

左図:√7×√3-In表面超構造作成時のインジウム被覆量によって超伝導転移温度が違う。
右図:磁場印加で超伝導転移温度が降下。
No.77

Apr
2013
多層シリセンにはDirac Cone状の電子状態があった! 
Evidence of Dirac Fermions in Multilayer Silicene
Applied Physics Letters 102, 163106 (Apr. 2013).
P. De Padova, P. Vogt, A. Resta, J. Avila, I. Razado-Colambo, C. Quaresima, C. Ottaviani, B. Olivieri, T. Bruhn, T. Hirahara, T. Shirai, S. Hasagawa, M. C. Asensio, and G. Le Lay

左図:第1層シリセンの3x3領域と多層シリセンの√3×√3領域のSTM像。
右図:多層シリセンで表面を覆ったときのARPES測定によるバンド分散図
No.76

Nov
2012
Bi結晶に歪みをいれるとトポロジカル絶縁体になる! 
Atomic and Electronic Structure of Ultrathin Bi(111) Films Grown on Bi2Te3(111) Substrates: Evidence for a Strain-Induced Topological Phase Transition
Physical Review Letter 109, 227401 (Nov, 2012)
T. Hirahara, N. Fukui, T. Shirasawa, M. Yamada, M. Aitani, H. Miyazaki, M. Matsunami, S. Kimura, T. Takahashi, S. Hasegawa, and K. Kobayashi 
No.75

Jul
2012
 ミリケルビンで超高真空マイクロ4端子電気伝導測定が可能に:表面状態超伝導を再現
Surface Electrical Conductivity Measurement System with Micro-Four-Point Probes at Sub-Kelvin Temperature under High Magnetic Field in Ultrahigh Vacuum
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 10, 400-405 (Jul, 2012)
M. Yamada, T. Hirahara, S. Hasegawa, H. Mizuno, Y. Miyatake, and T. Nagamura
No.74

Jul
2012
インジウム原子鎖列の電気伝導のメカニズムをついに解明 
Anisotropic conductivity of the Si(111)4×1-In surface: Transport mechanism determined by the temperature dependence
Physical Review B 86, 035325 (Jul, 2012)
T. Uetake, T. Hirahara, Y. Ueda, N. Nagamura, R. Hobara, and S. Hasegawa
No.73

Mar
2012
トポロジカル絶縁体の表面構造はバルクとほとんど同じだが、その表面上に成長したBi2原子層は大きく歪んでいる 
Surface Relaxation of Topological Insulators: Influence on the Electronic Structure
Physical Review B 85, 115426 (Mar, 2012)
N. Fukui, T. Hirahara, T. Shirasawa, T. Takahashi, K. Kobayashi, and S. Hasegawa
No.72

Mar
2012
 絶縁体の表面に水素を吸着させると金属になった!
Hydrogen-induced surface metallization of SrTiO3(001)
Physical Review Letter 108, 116802 (Mar, 2012)
M. D’Angelo, R. Yukawa, K. Ozawa, S. Yamamoto, T. Hirahara, S. Hasegawa, M.G. Silly, F. Sirotti, and I. Matsuda

No.71

Oct
2011
Biの2単原子層が2次元量子スピンホール効果状態(2次元トポロジカル絶縁体)であることを示した
Interfacing 2D and 3D Topological Insulators: Bi(111) Bilayer on Bi2Te3
Physical Review Letters 107, 166801 (Oct, 2011)

T. Hirahara, G. Bihlmayer, Y. Sakamoto, M. Yamada, H. Miyazaki, S. Kimura, S. Bl¨uge, and S. Hasegawa

No.70

Sep
2011
基板表面構造によって、その上に成長したCo原子層の構造と磁性特性が異なることを示した
Manipulation of magnetic anisotropy of Co ultrathin films by substrate engineering
Journal of Applied Physics 110, 053902 (Sep, 2011)

Y. Saisyu, T. Hirahara, R. Hobara, and S. Hasegawa


No.69

Mar
2011
極低温まで金属的伝導を示す単原子層を発見(グラフェン以外で初めて)
Physical Review Letters 106, 116802 (Mar, 2011)
S. Yamazaki, Y. Hosomura, I. Matsuda, R. Hobara, T. Eguchi, Y. Hasegawa, and S. Hasegawa

No.68

May
2011
ラシュバ効果によってスピン分裂した表面をもつ超薄膜中の伝導電子のスピンはすぐに緩和する
Enhanced spin relaxation in a quantum metal film by the Rashba-type surface
Physical Review B83, 195305 (May, 2011)
N. Miyata, H. Narita, M. Ogawa, A. Harasawa, R. Hobara, T. Hirahara, P. Moras, D.Topwal, C.Carbone, S.Hasegawa, and I. Matsuda

No.67

Mar
2011
マイクロ4端子プローブ表面電気伝導測定が磁場中でも可能となった
Development of a surface magneto-transport measurement system with multi-probes and the in situ measurement of Bi nanofilms prepared on Si(111)7×7
Japanese Journal of Applied Physics 50, 036602 (Mar, 2011).
N. Miyata, R. Hobara, H. Narita, T. Hirahara, S. Hasegawa, and I. Matsuda

No.66

Nov
2010
単位胞に3個の電子で安定化:表面超構造を「電子化合物」の概念で説明
Electron compound nature in a surface atomic layer of two-dimensional hexagonal lattice
Physical Review B82, 165330 (Nov, 2010).
I. Matsuda, F. Nakamura, K. Kubo, T. Hirahara, S. Yamazaki, W. H. Choi, H. W. Yeom, H. Narita, Y. Fukaya, M. Hashimoto, A. Kawasuso, M. Ono,Y. Hasegawa, S. Hasegawa, and K. Kobayashi
No.65

Oct
2010
トポロジカル絶縁体の奇妙な磁気抵抗効果を発見
Anomalous transport in an n-type topological insulator ultrathin Bi2Se3 film
Physical Review B82, 155309 (Oct, 2010).
T. Hirahara, Y. Sakamoto, Y. Takeichi, H. Miyazaki, S. Kimura, I. Matsuda, A. Kakizaki, S. Hasegawa
No.64

Jul
2010
鉛原子鎖の相転移:ドイツのグループと異なる結果
Conductance transition and interwire ordering of Pb nanowires on Si(557)
Physical Review B82, 045423 (Jul, 2010).
H. Morikawa, K. S. Kim, H. W. Yeom, Y. Kitaoka, T. Hirahara, and S. Hasegawa
No.63

Jun
2010
表面磁気光学カー効果測定装置を開発:
強力な永久磁石を使って外部磁場を印加する簡便な構造
Development of an UHV-SMOKE system using permanent magnets
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 8, 298-302 (June, 2010).
Y. Niinuma, Y. Saisyu, T. Hirahara, R. Hobara, S. Hasegawa, H. Mizuno, and T. Nagamura
No.62

Apr
2010
トポロジカル絶縁体のエピタキシャル超薄膜をとっても薄くするとtrivial 絶縁体になる:
Chiral Dirac Coneが消える
Spectroscopic evidence of a topological quantum phase transition in ultrathin Bi2Se3 films
Physical Review B81, 165432 (Apr, 2010).
Y. Sakamoto, ToruHirahara, Hidetoshi Miyazaki, Shin-ichi Kimura, and Shuji Hasegawa
No.61

Apr
2010
トポロジカル絶縁体のエピタキシャル超薄膜の作成に成功:
膜内は絶縁体的でその表面は金属であることを確認
A topological metal at the surface of an ultrathin Bi1-xSbx alloy film
Physical Review B81, 165422 (Apr, 2010).
T .Hirahara, Y. Sakamoto, Y. Saisyu, H. Miyazaki, S. Kimura, T. Okuda, I. Matsuda, S. Murakami, and S. Hasegawa
No.60

Feb
2010
さまざまな表面擬1次元金属系を比較:原子レベルの欠陥が重大な影響
Quasi-One Dimensional Metals on Semiconductor Surfaces with Defects
Journal of Physivs: Condensed Matter 22, 084026 (Feb, 2010). (Review Paper)
S. Hasegawa
No.59

Jan
2010
欠陥を導入すると表面相転移温度が変わる:
電子回折と表面電気伝導度で異なる結果を出す理由は?
Phase transition temperatures determined by different experimental methods: Si(111)4x1-In surface with defects
Physical Review B 81, 035314 (Jan, 2010).
T. Shibasaki, N. Nagamura, T. Hirahara, .H. Okino, S. Yamazaki, W. Lee, H. Shim, R. Hobara, I. Matsuda, G. . S. Lee, and S. Hasegawa
No.58

Dec
2009
Mott絶縁体表面に不純物をドープすると金属に転移:
表面電気伝導度で金属絶縁体転移を検出
Insulating conduction in Sn/Si(111): Possibility of a Mott insulating ground state and metallization/localization induced by carrier doping
Physical Review B 80, 235419 (Dec, 2009).
T. Hirahara, T. Komorida, Y. Gu, F. Nakamura, H. Izuchi, H. Morikawa, and S. Hasegawa
No.57

Aug
2009
LSI配線に使われているCuワイヤの微視的電気抵抗を測定:
粒界散乱の直接検出に成功
Direct detection of grain boundary scattering in damascene Cu wires by nanometer-scale four-point probe resistance measurements
Applied Physics Letters 95, 052110 (Aug, 2009).
Y. Kitaoka, T. Tono, S. Yoshimoto, T. Hirahara, S. Hasegawa, and T. Ohba
No.56

Feb
2009
金の単一原子層の電気伝導は原子の並び方に極めてに敏感
Localization and Hopping Conduction at Glass and Crystal Phases of Monatomic Au Layers on Silicon Surface
Physical Review B 79, 085317 (Feb, 2009).
S. Yamazaki, I. Matsuda, H. Okino, H. Morikawa, and S. Hasegawa
No.55

Jan
2009
ダングリング・ボンド表面状態の電気伝導度を決定:ボルツマン描像は適応できない。
Conductivity of the Si(111)7×7 dangling-bond state

Physical Review B 79, 035318 (Jan, 2009).
M. D’angelo, K. Takase, T. Hirahara, S. Hasegawa, and I. Matsuda
No.54

Dec
2008
量子井戸状態を作る鉛超薄膜の電気伝導度が振動する。その原因は....
Electron Transport Property of Quantum-Well States in Ultrathin Pb (111) Films
Physical Review B 78, 245405 (Dec, 2008).
Nobuhiro Miyata, Kotaro Horikoshi, Toru Hirahara, Shuji Hasegawa, C. M. Wei, and Iwao Matsuda
No.53

Sep
2008
表面Rashuba効果で量子井戸状態もスピン分裂する!!
Spin-polarization of quantum well states in Ag films induced by Rashba effect at surface
Physical Review Letters, 101, 107604 (Sep, 2008).
K. He, T. Hirahara, T. Okuda, S. Hasegawa, A. Kakizaki, and I. Matsuda
No.52

Aug
2008
Rashuba効果によるスピン分裂をスピン分解光電子分光法で実証。
パリティ効果によるスピン分裂も。

Origin of the surface-state band-splitting in ultrathin Bi Flms: From a Rashba effect to a parity effect
New Journal of Physics 10, 083038 (Aug 2008)
T Hirahara, K. Miyamoto, A. Kimura, Y. Niinuma, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, T. Nagao, I. Matsuda, S. Qiao, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, and S. Hasegawa
No.51

Jul
2008
わずかな吸着原子によって表面伝導電子がアンダーソン局在する
Electronic Transport of Au-Adsorbed Si(111)-√3×√3-Ag Surface: Metallic Conduction and Localization
Physical Review B 78, 035326 (Jul, 2008)
C. Liu, I. Matsuda, S. Yoshimoto, T. Kanagawa, and S. Hasegawa
No. 50

May
2007
4探針STMで探針間隔 30 nm での電気伝導測定に成功
Four-Point Probe Resistance Measurements Using PtIr-Coated Carbon Nanotube Tips
Nano Letters 7, 956 (May, 2007) 朝日新聞で報道20070518
S. Yoshimoto, Y. Murata, K. Kubo, K. Tomita, K. Motoyoshi, T. Kimura, H. Okino, R. Hobara, I. Matsuda, S. Honda, M. Katayama, and S. Hasegawa
No. 49

May
2007
温度可変型4探針STM装置の完成 ーグリーン関数STMへ第1歩ー
Variable-Temperature Independently-Driven Four-Tip Scanning Tunneling Microscope
Review of Scientific Instruments 78, 053705 (May, 2007)
R. Hobara, N. Nagamura, S. Hasegawa, I. Matsuda, Y. Yamamoto, K. Ishikawa, and T. Nagamura:
No. 48

Apr
2007
4探針STM装置のためのW探針のダイナミックエッチング法
Dynamic electrochemical-etching technique for tungsten tips suitable for multi-tip scanning tunneling microscopes
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 5, 94-98 (April, 2007)
R. Hobara, S. Yoshimoto, S. Hasegawa, and K. Sakamoto
No. 47

Jan
2007
金属被覆カーボンナノチューブSTM探針の大量生産
High-yield synthesis of conductive carbon nanotube tips for multiprobe scanning tunneling microscope
Review of Scientific Instruments 78, 013703 (25 January, 2007)
H. Konishi, Y. Murata, W. Wongwiriyapan, M. Kishida, K. Tomita, K. Motoyoshi, S. Honda, M. Katayama, S. Yoshimoto, K. Kubo, R. Hobara, I. Matsuda, S. Hasegawa, M. Yoshimura, J.-G. Lee and H. Mori
No. 46

Jan
2007
Bi薄膜の量子井戸状態と表面状態の混成
Quantum well states in ultrathin Bi films: Angle-resolved photoemission spectroscopy and first-principles calculations study
Physical Review B 75, 035422 (24 January, 2007)
T. Hirahara, T. Nagao, I. Matsuda, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, Yu. M. Koroteev, and S. Hasegawa
No. 45

Dec
2006
「表面分子」が規則的に並んで表面超構造を形成
Self-assembly of two-dimensional nanoclusters observed with STM:
From surface molecules to surface superstructure

Physical Review B 74, 235420 (13 December, 2006).
Canhua Liu, Iwao Matsuda, Marie D’angelo, Shuji Hasegawa, Jun Okabayashi, Satoshi Toyoda, and Masaharu Oshima
No. 44

Oct
2006
半金属Biの表面状態は金属、しかもラシュバ効果でスピン分裂している!
Role of Spin-Orbit Coupling and Hybridization Effects in the Electronic Structure of Ultrathin Bi Films
Physical Review Letters 97, 146803 (6 October, 2006).
T. Hirahara, T. Nagao, I. Matsuda, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, Yu. M. Koroteev, P. M. Echenique, M. Saito, and S. Hasegawa
No. 43

June
2006
擬1次元的な量子井戸状態をもつAg薄膜
Quasi-One-Dimensional Quantized States in an Epitaxial Ag Film on a One-Dimensional Surface Superstructure
Physical Review Letters 96, 256801 (30 June, 2006)
Naoka Nagamura, Iwao Matsuda, Nobuhiro Miyata, Toru Hirahara, Shuji Hasegawa, Takashi Uchihashi
No. 42

June
2006
ゲルマニウム・ナノドットの閉じ込めポテンシャル障壁を調節する
Quantum regulation of Ge nanodot state by controlling barrier of the interface layer
Applied Physics Letters 88, 253102 (20 June, 2006).
Yasuo Nakayama, Iwao Matsuda and Shuji Hasegawa, and Masakazu Ichikawa
極薄Si酸化膜上Geナノドットの界面構造と閉じ込めポテンシャル
表面科学 27, 523 (10 September, 2006).
中山泰生, 松田巌, 長谷川修司, 市川昌和

No. 41

June
2006
1原子層金属でのホール効果を測定
Direct measurement of the Hall effect in a free-electron-like surface state
Physical Review B 73, 235332( (19 June, 2006).
Toru Hirahara, Iwao Matsuda, Canhua Liu, Rei Hobara, Shinya Yoshimoto, and Shuji Hasegawa
No. 40

April
2006
超伝導体または強磁性体被覆カーボンナノチューブSTM探針
Synthesis of Metal-Alloy-Coated Nanowires toward Functional Scanning Probe Microscope
Japanese Journal of Applied Physics 45, 3690 (25 April, 2006).
Hirofumi KONISHI, Shin-ichi HONDA, Masaru KISHIDA, Yuya MURATA, Tatsuro YASUDA, Daisuke MAEDA, Kazuhiro TOMITA, Kenji MOTOYOSHI, Shinya YOSHIMOTO, Rei HOBARA, Iwao MATSUDA, Jung-Goo LEE, Hirotaro MORI, Kenjiro OURA, Shuji HASEGAWA and Mitsuhiro KATAYAMA
No. 39

Mar
2006
ゲルマニウム・ナノドットの量子化エネルギー準位を光電子分光法でとらえた
Observation of Quantum Confinement in Ge nanodots on an oxidized Si surface
Physical Review B 73, 113311 (15 March, 2006).
Alexander Konchenko,, Iwao Matsuda, Shuji Hasegawa,Yoshiaki Nakamura, and Masakazu Ichikawa
No. 38

Jan
2006
吸着原子による局在電子状態と拡がった表面電子状態との相互作用をバンド分散の変化としてはっきりとらえた
Interaction between the adatoms-induced localized state and the quasi-two-dimensional electron gas
Physical Review Letters 96, 036803 (15 January, 2006)
C. Liu, I. Matsuda, R. Hobara, and S. Hasegawa

No. 37

Dec
2005
表面超構造によって、表面電気伝導度の温度依存性が全く異なる
Electrical Conduction on Various Au/Si(111) Surface Superstructures
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3, 497-502 (Dec, 2005).
S. Yamazaki, I. Matsuda, H. Okino, H. Morikawa, and S. Hasegawa

No. 36

Dec
2005
超伝導体や強磁性体でコーティングしたカーボンナノチューブSTM探針の製作
Coating Carbon Nanotubes with Compound Ultrathin Film: A Novel Route to Functional SPM tips
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3, 417-420 (Dec, 2005).
M. Kishida, H. Konishi, Y. Murata, D. Maeda, T. Yasuda, T. Ikuno, S. Honda, M. Katayama, S. Yoshimoto, R. Hobara, I. Matsuda, and S. Hasegawa
Synthesis of Metal-Alloy Nanowires toward Functional Scanning Probe Microscope
Japanese Journal of Applied Physics 45, 3690-3692 (April, 2006)
H. Konishi, S. Honda, M. Kishida, Y. Murata, T. Yasuda, D. Maeda, K. Tomita, K. Motoyoshi, S. Yoshimoto, R. Hobara, I. Matsuda, J.-G. Lee, H. Mori, K. Oura, S. Hasegawa, and M. Katayama
No. 35

Dec
2005
金属(PtIrおよびW)被覆カーボンナノチューブ探針の導電性を4探針STM装置で測定
Electrical Characterization of Metal-Coated Carbon-Nanotube Tips
Japanese Journal of Applied Physics 44, L1563-L1566 (Dec, 2005).
S. Yoshimoto, Y. Murata, R. Hobara, I. Matsuda, M. Kishida, H. Konishi, T. Ikuno, D. Maeda, T. Yasuda, S. Honda, H. Okado, K. Oura, M. Katayama, and S. Hasegawa
[No. 34]

Oct
2005
当研究室で長年研究している Si(111)-√3×√3-Ag 表面上にナトリウム原子を極微量吸着させると、他の1価金属原子と同様にはやり√21×√21構造が形成された。しかし、そのドメインは、金や銀の場合と違い非常に小さく、STM像で特異なバイアス依存性を示した。
Alkali metal-induced Si(111)√21x√21 structure: the Na case
Surface Science 590, 162-172 (Oct. 2005).
M. D'angelo, M. Konishi, I. Matsuda, C. Liu, S. Hasegawa, T. Okuda, and T. Kinoshita
[No. 33]

Sep
2005
マジック物質ビスマス薄膜の成長。数原子層以下では、2原子層がペアリングする特異な構造をとる。それより膜厚が厚くなると完全層状成長様式で原子レベルで平坦な膜が形成される。
Strong Lateral Growth and Crystallization via Two-dimensional Allotropic Transformation of Semi-metal Bi Film
Surface Science 590, L247-252 (Sep. 2005).
T. Nagao, S. Yaginuma, M. Saito, T. Kogure, T. Ohno, S. Hasegawa, and T. Sakurai
シリコン表面上の半金属Bi超薄膜の同素変態
表面科学 26, 344-350 (June, 2005).
長尾忠昭、柳沼晋、J. T. Sadowski、斉藤峯雄、藤川安仁、大野隆央、長谷川修司、櫻井利夫
[No. 32]

Aug
2005
長距離秩序のある「結晶」状態の表面構造と短距離秩序のみの「ガラス」状態の表面構造で、表面電気伝導度に著しい違いを発見。低温ではホッピング伝導が起こっている。
Au/Si(111)表面超構造のガラス・結晶化転移での電気伝導の研究
表面科学 26, 468-473 (Aug, 2005).
山崎詩郎、松田巌、沖野泰之、守川春雲、長谷川修司
[No. 31]

Jul
2005
金属被覆カーボンナノチューブをSTM探針に利用。4探針STMでは、2本の探針を 50 nm 程度の間隔まで近づけることに成功。 目標の 15 nm まであと一息。
Exploiting Metal Coating of Carbon Nanotubes for Scanning Tunneling Microscopy Probes
Japanese Jourmal of Applied Physics 44, 5336-5338 (July 2005).
Y. Murata, S. Yoshimoto, M. Kishida, D. Maeda, T. Yasuda, T. Ikuno, S. Honda, H. Okad, R. Hobara, I. Matsuda, S. Hasegawa, K. Oura, and M. Katayama
[No. 30]

Jun
2005
フェルミ面マッピングがお手軽に。表面上に吸着した原子によって電子が表面状態にドープされ、フェルミ円が大きくなる。新しい超周期ができると、その周期に従ってフェルミ面が折り返される。
Evolution of Fermi surface by electron filling into a free-electronlike surface state
Physical Review B 71, 235315 (June, 2005)
I. Matsuda, T. Hirahara, M. Konishi, C. Liu, H. Morikawa, M. D’angelo, S. Hasegawa, T. Okuda, and T. Kinoshita
[No. 29]

Jun
2005
ナノワイヤの電気伝導度を4探針STMで測定
In situ resistance measurements of epitaxial cobalt silicide nanowires on Si(110)
Applied Physics Letters 86, 233108 (June, 2005)
H. Okino, I. Matsuda, R. Hobara, Y. Hosomura, S. Hasegawa, and P. A. Bennett
Resistance measurements of metallic silicide nanowires on a Si substrate with a four-tip scanning tunneling microscope
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3, 362-366 (Dec, 2005).
Hiroyuki Okino, Iwao Matsuda, Rei Hobara, Yoshikazu Hosomura, Shuji Hasegawa, and P. A. Bennett
[No. 28]

Jun
2005
真の基底状態構造を低温STMで見る
STM observation of the Si(111)-c(12×2)-Ag surface
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3, 151 (May, 2005)
N. Miyata, I. Matsuda,. M. D'angelo, H. Morikawa, T. Hirahara, and S. Hasegawa
[No. 27]

Apr
2005
またまた1次元金属原子鎖列での相転移を発見!
Long-period modulations in the linear chains of Tl atoms on Si(100)
Physical Review B 71, 165307 (April, 2005)
A. A. Saranin, A. V. Zotov, I. A. Kuyanov, V. G. Kotlyar, M. Kishida, Y. Murata, H. Okado,
I. Matsuda, H. Morikawa, N. Miyata, S. Hasegawa, M. Katayama, and K. Oura

[No. 26]

Mar
2005
Na誘起√21×√21構造の電子状態:Au(またはAg)誘起√21構造とそっくり!
A √21x√21 phase formed by Na adsorption on Si(111)√3x√3-Ag surface and its electronic structure,
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 3, 107-112 (March, 2005)
M. Konishi, I. Matsuda, C. Liu, H. Morikawa, and S. Hasegawa
[No. 25]

Feb
2005
2次元気体・液体・固体の相転移を直接観察
Two-Dimensional Liquid-Solid Phase Transition Observed on Atomic Scale
Physical Review B 71, 041310(R) (2005)
C. Liu, S. Yamazaki, R. Hobara, I. Matsuda, and S. Hasegawa
[No. 24]

Feb
2005
Cs原子が作る2次元結晶の原子配列構造を決定
STM observation at initial stage of Cs adsorption on Si(111)-√3x√3-Ag surface,
Surface and Interface Analysis 37, 101-105 (2005)
C. Liu, I. Matsuda, and S. Hasegawa
[No. 23]

Dec
2004
結晶表面上のステップを横切るときに生じる電気抵抗の測定に成功
Electrical Resistance of a Monatomic Step on a Crystal Surface
Physical Review Letters 93, 236801(2004)
I. Matsuda, M. Ueno, T. Hirahara, R. Hobara, H. Morikawa, C. Liu, and S. Hasegawa
結晶表面上単原子ステップの電気抵抗
表面科学 27, 182-187 (March 2006).
松田巌、上野将司、平原徹、保原麗、守川春雲、劉燦華、長谷川修司
Electrical Conduction through a Monatomic Step
Journal de Physique IV 132, 57 (April 2006).
I. Matsuda, T. Hirahara, M. Ueno, R. Hobaram and S. Hasegawa

我々は、半導体結晶表面上に形成された単一金属原子層の電気伝導を長年研究してきた。しかし、現実の結晶表面上には必ず原子ステップが存在する。そうすると、その単一金属原子層は、ステップで途切れることになり、そのため伝導電子がそこを通過するときには「抵抗」が生じるはずである。この論文では、そのステップを横切るときの電気抵抗を3つの異なる方法で測定し、一致する値を得ることに成功した。つまり、4探針STM(走査トンネル顕微鏡)とマイクロ4端子プローブによる直接測定と、ステップ近傍に形成される電子定在波の解析と2次元ランダウアの公式を組み合わせて求めた抵抗値が一致した。これにより、伝導電子はステップをトンネル効果で横切って伝導していると言える。
[No. 22]

Spt
2004
探針からの物質供給;局所吸着とエレクトロマイグレーション
Ag 探針を用いた表面エレクトロマイグレーションのSEM観察
表面科学 25, 534-540 (2004)
坂本克好、名取晃子、河野勝泰、長谷川修司

電解研磨で作成した銀探針をシリコン (111) 結晶表面上に直接接触させ、直流電流をシリコン結晶に流して起こる拡散・エレクトロマイグレーション現象を、超高真空走査電子顕微鏡でその場観察した。銀原子が探針からシリコン表面に流れ出し、エレクトロマイグレーションを起こして陰極側に広がっていった。その領域は、1原子層の銀原子で形成される√3×√3-Ag 表面構造であった。温度が高い場合、等方的な熱拡散が優勢になった。この方法は、局所的に物質を供給する方法として利用可能と思われる。
[No. 21]

Spt
2004
金属原子鎖は金属的な電気伝導を示さない!
Non-metallic transport of a quasi-one-dimensional metallic Si(557)-Au surface
Physical Review B 70, 113404 (2004)
H. Okino, R. Hobara, I. Matsuda, T. Kanagawa, and S. Hasegawa,
J. Okabayashi, S. Toyoda, M. Oshima, and K. Ono

Si(557)微傾斜表面上に形成されるAu原子鎖列の伝導度を測定した。これは、擬1次元金属的なバンド構造を持つことが光電子分光測定から知られているが、その伝導度の温度依存性は半導体的であった。また、ミクロ正方4探針プローブ法によって原子鎖に沿う伝導度を測定したところ、バンド構造から期待される伝導度より2桁以上も小さな値でしかなく、ボルツマン描像を適応できないことがわかった。これは、STM像中で原子鎖上に輝点として観察されるランダムな吸着原子クラスターによって、原子鎖に添う金属伝導がさえぎられ、ホッピング伝導になっていることに起因すると考えられる。このように、光電子分光で金属的なバンド構造を示すにも関わらず、原子レベルの「欠陥」によって、非金属的な伝導を示すdirty metal であることがわかった。

[No. 20]

Spt
2004
ナノ薄膜に現れるBi の同素体構造:2原子層のペアリングで安定化
Nanofilm Allotrope and Phase Transformation of Ultrathin Bi Film on Si(111)-7×7
Physical Review Letters 93, 105501(2004)
T. Nagao, J. T. Sadowski, M. Saito, S. Yaginuma, Y. Fujikawa, T. Kogure, T. Ohno, Y. Hasegawa, S. Hasegawa, and T. Sakurai
[No. 19]

Aug
2004
1次元CDWの直接的証拠:ソリトン的振る舞いをSTM観察
Direct observation of soliton dynamics in charge-density waves on a quasi-one-dimensional
metallic surface

Physical Review B 70, 085412 (2004)
H. Morikawa, I. Matsuda, and S. Hasegawa

インジウム原子鎖が周期的に並んで擬1次元金属電子状態を持つSi(111)-4×1-In 表面の低温相である 8×'2'構造が、電荷密度波(CDW)相なのか、あるいは単なる構造緩和相なのか、論争されている。この表面を6KでSTM観察した。その結果、占有状態像と空状態像が1対1に対応していないことが明らかになった。これこそが、CDW説を裏付ける結果である。なぜなら、これは、CDWが格子にピン止めされる位置が2通りあることを示し、構造緩和だけでは説明できない現象だからである。また、位相が異なるCDWが出会う位相境界がソリトンとして振舞っていることを直接STMで観察できた。
[No. 18]

Aug
2004
表面自由電子系の有効質量を決定
The effective mass of a free-electron-like surface state of the Si(1 1 1)√3×√3-Ag surface investigated by photoemission and scanning tunneling spectroscopies
Surface Science 563, 191-198 (2004)
T. Hirahara, I. Matsuda, M. Ueno, and S. Hasegawa

単原子層厚の理想的な2次元自由電子系を作る表面電子状態の有効質量を角度分解光電子分光法(ARPES)および走査トンネル分光法(STS)を用いて決定した。Si(111)-√3×√3-Ag 表面の表面状態の有効質量は、論文によって3倍程度の違いがあった。ここでは、それがARPESデータの解析法に起因することを明らかにし、より正確な値を求められる解析法を考案した。その結果は、STSから求めた有効質量と良く一致し、m*=0.13 Meと決定した。
[No. 17]

Aug
2004
多層カーボンナノチューブの電気伝導を4探針STMで測る
Electronic Transport in Multiwalled Carbon Nanotubes Contacted with Patterned Electrodes
Japanese Journal of Applied Physics 43, L1081-L1084 (2004)
R. Hobara, S. Yoshimoto, T. Ikuno, M. Katayama, N. Yamauchi, W. Wongwiriyapan, S. Honda, I. Matsuda, S. Hasegawa, and K. Oura

金属電極パッド間に架橋させた多層カーボンナノチューブ(CNT)1本1本の電気伝導度を4探針STMの2探針を使って室温で測定した。様々な長さと径のCNTを測定した結果、バリスティック伝導を確認することはできず、0.8μm以上の長さでは拡散伝導であると結論した。しかし、20nm程度の直径のCNT1本に0.3mA以上の電流を流すことができ、キャリア散乱による散逸は少ないことも見出した。
[No. 16]

Jul
2004
表面状態での金属絶縁体転移での電気伝導
Surface-state electrical conductivity at a metal-insulator transition on silicon,
Physical Review Letters 93, 016801 (2004)
T. Tanikawa, I. Matsuda, T. Kanagawa, and S. Hasegawa

擬1次元金属表面系のSi(111)-4×1-In 表面では、130K付近でパイエルス転移が起こると言われていた。そこで、その電気伝導度の温度依存性を測定した結果、その相転移で劇的な変化を見出し、金属絶縁体転移が確かに起こっていることを確認した。高温相では金属的であり、低温相では約300meV程度のエネルギーギャップが開いていた。また、微量の欠陥を導入することによって、伝導度が激減し、相転移温度は著しく高くなった。このように、表面電子状態伝導で金属絶縁体転移を検出したのは初めての成果である。
[No. 15]

Jun
2004
連続的な構造相転移:異なる周期構造の混合状態からの電子回折
Successive Phase Transitions Induced by Ca and Sr Adsorptions on a Si(111) surface
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2, 178-185 (2004)
F. Shimokoshi, I. Matsuda, S. Hasegawa, and S. Ino

Si(111)表面上にCa またはSr を1原子層以下蒸着すると、蒸着量に応じて n×1 (n=2, 3, 5, 7, 9, 11)超構造が次々と形成される。中間吸着量ではそれぞれの相がミクロに混合され、その結果、2つの超周期の中間的な周期を示す電子回折スポットが現れた。それは、ミクロな相混合状態を仮定した運動学的回折理論で説明された。
[No. 14]

May
2004
金属超薄膜中の量子井戸状態を光電子分光法で探る
Quantum-Well States in Ultra-Thin Metal Films on Semiconductor Surfaces,
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 2, 169-177 (2004, May)
I. Matsuda, T. Tanikawa, S. Hasegawa, H. W. Yeom, K. Tono, and T. Ohta

Si 結晶表面上に原子レベルで超平坦なAg 薄膜(5〜30原子層厚)を形成すると、その中に閉じ込められた自由電子が量子井戸状態を作る。そのエネルギー状態を角度分解光電子分光法によって詳細に調べた。その結果、面内方向の有効質量が束縛エネルギーに依存して変化すること、基板Siとの界面での電子波の反射位相シフトが基板Siの電子状態に影響されることなど、新しい現象を見出した。
[No. 13]

Apr
2004
光電子放出での構造因子効果
Photoemission Structure Factor Effect for Fermi Rings of the Si(111)√3 × √3-Ag Surface,
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 2, 141-145 (2004, April)
T. Hirahara, I. Matsuda, and S. Hasegawa

[No. 12]

Feb
2004
低圧CVDによるカーボンナノチューブの成長
Selective Growth of Straight Carbon Nanotubes by Low-Pressure Thermal Chemical Vapor Deposition,
Japanese Journal of Applied Physics, 43, 860-863 (February, 2004)
T. Ikuno, M. Katayama, N. Yamauchi, W. Wongwiriyapan, S. Honda, K. Oura, R. Hobara, and S. Hasegawa

[No. 11]

Dec
2003
4探針STM、ミクロ4端子プローブによる表面電気伝導の測定
Electrical conduction through surface superstructures measured by microscopic four-point probes,
Surface Review and Letters 10, 963-980 (2003)
S. Hasegawa, I. Shiraki, F. Tanabe, R. Hobara, T. Kanagawa, T. Tanikawa, I. Matsuda, C. L. Petersen, T. M. Hansen, P. Boggild, F. Grey

[No. 10]
Nov
2003
超平滑Bi薄膜の成長過程での構造相転移
STM/STS Stduies of the Structural Phase Transition in the Growth of Ultra-Thin Bi Films on Si(111)
ACTA PHYSICA POLONICA A 104, 381-387 (2003)
(Proceedings of the 3rd International Symposium on Scanning Probe Spectroscopy, SPS'03)
J. T. Sadowski, T. Nagao, M. Saito, A. Oreshkin, S. Yaginuma, S. Hasegawa, T. Ohno, and T. Sakurai

[No. 9]
Nov
2003
微傾斜シリコン結晶表面上でのAu原子鎖列の形成
Formation of Facet Structures by Au Adsorption on Vicinal Si(111) Surfaces

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 1, 84-90 (2003)
H. Okino, I. Matsuda, T. Tanikawa, and S. Hasegawa

[No. 8]

25/Aug
2003
非金属的な電気伝導: Si(111)7×7表面伝導度の温度依存性をはじめて測定
'Non-Metallic Transport Property of the Si(111)7×7 Surface',
Physical Review B, vol. 68, 113303 (2003)
T. Tanikawa, K. Yoo, I. Matsuda, S. Hasegawa
, and Y. Hasegawa

Si(111)-7×7 清浄表面の電気伝導度の温度依存性を温度可変型マイクロ4端子プローブ法で測定した。90K〜400Kの温度範囲で、熱活性型の非金属的な温度依存性を示した。lこれは、バルク結晶の特性と全く異なるもので、表面状態および空乏層化した表面電荷層でのホッピング伝導を提案した。
[No. 8]

25/Aug
2003
異方的な表面超構造をテンプレートとしたエピタキシャル成長: パーコレーション経路形成に影響
'Epitaxial Growth of Ag on Si(111)-4×1-In SurfaceStudied by RHEED, STM, and Electrical Resistance Measurements',
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology,Vol. 1, 72-79 (2003)
Serguei V. Ryjkov, Victor G. Lifshits, and Shuji Hasegawa


Si(111)-4×1-In 表面上のAgのエピタキシャル成長を RHEED, STM, および電気伝導測定によって調べた。室温での成長では、4×1-In 表面超構造の強い異方性を反映して異方的なAg超薄膜が成長し、その結果、パーコレーション経路の形成過程に影響を及ぼすことが明らかになった。100K程度の低温では、蒸着されたAg原子の表面拡散が抑えられるため、異方的成長は見られなかった。
[No. 7]

15/Aug
2003
非対称構造の表面電子バンド分散を見出す: IET⇔HCT相転移は秩序・無秩序型
'Electronic evidence of asymmetry in the Si(111)√3×√3-Ag structure',
Physical Review B, vol. 68, No. 8, p. 085407 (15 Aug, 2003)
Iwao Matsuda, Harumo Morikawa, Canhua Liu, Satoru Ohuchi, Shuji Hasegawa, Taichi Okuda, Toyohiko Kinoshita, Carlo Ottaviani, Antonio Cricenti, Marie D’angelo, Patrick Soukiassian, and Guy Le Lay


Si(111)-√3×√3-Ag 表面超構造の基底状態構造として提唱されていたIET(Inequivalent Triangle)モデルに対応する表面電子バンド分散を角度分解光電子分光法でついに確認し、この表面構造に関する論争に決着をつけた。また、STM像が温度上昇に伴い、IET構造から対称性の高いHCT構造に変化するのに対し、バンド構造は温度変化しないことから、この見かけ上の相転移は秩序・無秩序型相転移であると結論付けた。
[No. 6]

1/Aug
2003
熱処理条件によってステップ端構造が異なる: ステップ端が2次元吸着原子ガスのリザーバーとして働く
'Step Edges as Reservoirs of Ag Adatom Gas on a Si(111) Surface',
Japanese Journal of Applied Physics, vol. 42, Part 1, No. 7B, p. 4894 (July, 2003)
Masashi Ueno, Iwao Matsuda, Canhua Liu, and Shuji Hasegawa


Si(111)-√3×√3-Ag 表面作成時の熱処理条件に依存してステップ端構造が異なることがSTM観察によって明らかになった。この観察は、この表面からのSi2p内殻準位光電子分光法(CLPES)のスペクトルの熱処理条件依存性と対応していることから、ステップ端構造がCLPESに影響を与えているといえる。しかし、それはテラス上に存在する2次元吸着原子ガスを通して影響を与えるもので、ステップ端はその吸着原子ガスのリザーバーとして働いているらしい。
[No. 5]

1/Aug
2003
Cs 誘起の√21×√21表面構造のSTM・ARPES測定: 貴金属誘起の√21相とは全く異なる構造
'Si(111)-√21×√21-(Ag+Cs) Surface Studied by Scanning Tunneling Microscopy and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy',
Japanese Journal of Applied Physics, vol. 42, Part 1, No. 7B, p. 4659 (July, 2003)
Canhua Liu, Iwao Matsuda, Harumo Morikawa, Hiroyuki Okino, Taichi Okuda, Toyohiko Kinoshita, and Shuji Hasegawa


Si(111)-√3×√3-Ag 表面上にCs原子を蒸着すると√21×√21超構造が形成される。その表面をSTMおよび角度分解光電子分光法(ARPES)で調べた結果、従来から知られている貴金属原子の吸着によって誘起される√21×√21相と全く異なる特徴を持つことがわかった。下地の√3×√3-Ag 構造が完全に壊されて再配列しているらしい。
[No. 4]

1/Aug
2003
ミクロ4端子プローブ法でプローブ間隔よりはるかに微小な領域を分解可能: 実験データを数値的に逆変換
'Resolution enhancement of scanning four-point-probe measurements on two-dimensional systems',
Review of Scientific Instruments, vol. 74, No. 8, p. 3701 (Aug, 2003)
Torben M. Hansen, Kurt Stokbro, and Ole Hansen, Tue Hassenkam, Ichiro Shiraki, Shuji Hasegawa, and Peter Boggild


ミクロ4端子プローブを試料表面上を走査してグリッド状に抵抗値を測定し、それをもとに数値的に逆変換することによって、プローブ間隔の50分の1程度の微小領域の抵抗変化を分解することが可能となった。

[No. 3]

18/July
2003
ミクロ正方4端子プローブ法を考案: 擬1次元金属表面構造の電気伝導度の異方性を実測
'Anisotropy in conductance of a quasi-one-dimensional metallic surface state measured by square micro-four-point probe method',
Physical Review Letters, vol. 91, p. 036805 (18 July, 2003)
Taizo Kanagawa, Rei Hobara, Iwao Matsuda, Takehiro Tanikawa, Akiko Natori, and Shuji Hasegawa


4つの探針を独立に駆動して自在に配置できる4探針STM装置を用い、Si(111)-4×1-In 表面の電気伝導を測定。4つの探針を正方形状に配置することで伝導度の異方性を測定することを考案し、その有効性を実証。直線4端子プローブ法による測定では異方性の測定は不可能であることを示した。インジウム原子鎖に沿う方向の伝導は、それと直角方向の伝導度より約70倍も高いことを見出した。この異方性の実測は、表面状態伝導を測定していることのまぎれもない証となる。

[No. 2]

4/July
2003
温度可変型ミクロ4端子プローブ装置を開発: 温度誘起相転移での表面電気伝導度が測定可能に
'Variable-Temperature Micro-Four-Point Probe Method for Surface Electrical Conductivity Measurements in Ultrahigh Vacuum',
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, vol. 1, p. 50 (4 July, 2003)
Takehiro Tanikawa, Iwao Matsuda, Rei Hobara, and Shuji Hasegawa


10K〜400Kの温度範囲で、monolithic ミクロ4端子プローブ(プローブ間隔:数μm〜数十μm)による電気伝導測定のための超高真空装置を開発した。RHEED(反射高速電子回折)による表面構造の同時観察、物質の蒸着なども可能であり、表面電気伝導をその場で測定できる。表面相転移にともなう表面状態伝導度の変化をとらえることに成功した。

[No. 1]

23/May
2003
構造変化を高温STMでその場観察: 原子の包括的な再配列が瞬時に起こる
'Transformation dynamics in Ca-induced reconstructions on Si(111) surface',
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, vol. 1, p. 26 (23 May, 2003)
Takeharu Sekiguchi, Tadaaki Nagao, and Shuji Hasegawa


Si(111)表面上のCa原子吸着によって誘起される構造再構成過程を高温STMでその場観察した。吸着量の増加に伴って、3×1、5×1、7×1、2×1超構造と次々に変化していくが、そのときの原子の再配列は瞬時に、かつ広い領域にわたって起こっていることを見出した。それは、われわれが提案していた原子配列モデルを使うと、ドミノ倒し的に原子結合の組換えが起こることによって説明できる。