Surface Physics News in 2003-2013

[No.] Date
No.79 Jun 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 Jun 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 Bi_1-xSb_x 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	金属被覆ｶｰﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞ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ﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞ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・ナノﾄﾞ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 M_e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。