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低エネルギー電子顕微鏡 (LEEM)

低エネルギー電子顕微鏡 (LEEM). 04-5-24 森口作美. 低エネルギー電子顕微鏡がもたらす動的表面像. レイモンド・ファノフ、アンドレス・シュミット 市ノ川竹男訳 パリティ　 19, 2, 33 (2004) Low-energy electron microsocpy: Imaging surface dynamics R.J. Phaneuf, A.K. Schmid Physics Today 56, 3, 50 (2003). 構造. 低エネルギーの反射電子を結像させる. 静電レンズ？. 入射電子と反射電子の光軸を分ける.

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低エネルギー電子顕微鏡 (LEEM)

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Presentation Transcript

  1. 低エネルギー電子顕微鏡 (LEEM) 04-5-24 森口作美

  2. 低エネルギー電子顕微鏡がもたらす動的表面像低エネルギー電子顕微鏡がもたらす動的表面像 レイモンド・ファノフ、アンドレス・シュミット 市ノ川竹男訳 パリティ　19, 2, 33 (2004) Low-energy electron microsocpy: Imaging surface dynamics R.J. Phaneuf, A.K. Schmid Physics Today 56, 3, 50 (2003)

  3. 構造 低エネルギーの反射電子を結像させる 静電レンズ？ 入射電子と反射電子の光軸を分ける

  4. 特徴 • 低エネルギー（1～100 eV）の電子は高い反射率を持ち、 表面の「原子」に敏感である。 規則不規則配列の違い、原子構造や組成の違い、原子ステップ、 原子配列の差異、SPLEEMでは磁化ベクトルの違いで、強いコント ラストが得られる。 • 数nmの分解能。Bauerの計算では3.5 nm。 • 大視野、高速度（ビデオレートで）、視野の同時性。 • 熱処理や吸着などの過程が動的に観察できる。

  5. Si表面の構造転移 [1] W. Telieps and E. Bauer, Surf. Sci., 162, 163 (1985)The (7 × 7)→(1 × 1) phase transition on Si(111) 他に、[2]

  6. シリコン上のコバルト [3] R.J. Phaneuf, Y. Hong, S. Horch, P.A. Bennett, Phys. Rev. Lett., 78, 4605 (1997) Two Dimensional Phase Separation for Co Adsorbed on Si(111)

  7. 島のホッピング 計算結果 [6a] N. C. Bartelt, R. M. Tromp, and Ellen D. Williams, Phys. Rev. Lett. 73, 1656-1659 (1994)Step Capillary Waves and Equilibrium Island Shapes on Si(001) [6b] W. Theis, N. C. Bartelt, and R. M. Tromp, Phys. Rev. Lett. 75, 3328-3331 (1995)Chemical Potential Maps and Spatial Correlations in 2D-Island Ripening on Si(001)

  8. 自己集合組織化 [7] R. Plass, J.A. Last, N.C. Bartelt, G.L. Kellogg, Nature, 412, 875 (2001)Self-assembled domain patterns

  9. 磁気的現象 [10] H. Poppa, E.D. Tober, A.K. Schmid, J. of Applied Physics, 91, 6932 (2002)In situ observation of magnetic domain pattern evolution in applied fields by spin-polarized low energy electron microscopy

  10. E. Bauer, ‘89 E. Bauer, M. Mundschau, W. Swiech and W. Telieps, Ultramicroscopy, 31, 49-57 (1989) Surface studies by low-energy electron microscopy (LEEM) and conventional UV photoemission electron microscopy (PEEM)

  11. E. Bauer, ‘89 位相によるコントラスト 回折によるコントラスト

  12. R. M. Tromp ‘00 R.M.Tromp, IBM J. of Research & Development, 44, 503 (2000)Low-energy electron microscopy

  13. 将来の方向 • トロンプ(IBM)らのLEEM(5 nm)　⇒加速静電場によって決まる分解能限界に。 • SMART(Bessy II)では、対物レンズの収差補正　⇒1nm。 • マインツ大では、時間的に変化する静電場を使って。　？？ • ストロボスコープ。パルス化したX線源を使う。 • 温度変化、不純物導入によって発生するファセット、 • 有機半導体膜の成長や構造変化、 • 表面の化学反応による相分離や化学、表面ポテンシャルの観察。 • LEEM, SPLEEM, PEEM,, 　⇒　ナノメートル、ナノ秒の固体表面のダイナミクス。

  14. LEEM/SPE-LEEM/SPLEEM/PEEM/SPE-PEEM LEEMs Flange-on LEEM at the Arizona State University, Phoenix AZ (USA) LEEM at the University of Duisburg-Essen, Essen (Germany) LEEM at IBM Research, Yorktown Heights NY (USA) LEEM at the Sandia National Labs, Albuquerque NM (USA) LEEM at the University of Illinois, IL (USA) LEEM at the Hong Kong University of Science and Technology (China) Spectroscopic LEEMs SPE-LEEM at ELETTRA, Trieste (Italy) Spin Resolved LEEMs SP-LEEM at the Arizona State University, Phoenix AZ (USA) Spectroscopc and Spin Resolved LEEMS SPLEEM at the University of Twente, Enschede (The Netherlands) PEEMs PEEM 2 at the Advanced Light Source, Berkeley CA (USA) Spectroscopic PEEMs PEEM at the Institut f・r Mikrostrukturphysik, Halle (Germany) PEEM at the University of Duisburg-Essen, Essen (Germany) NANOESCA PEEM at the University of Mainz, Mainz (Germany)

  15. 電子線トモグラフィー • 鷹岡昭夫、田中信夫、馬場則男（電子線トモグラフィー）特集にあたって顕微鏡 39, 1, 2 (2004) • 馬場則男電子線トモグラフィー再構成の原理 • 鷹岡昭夫三次元電子顕微鏡の開発と特徴 • 峰雪芳宣、唐原一郎細胞・オルガネラレベルでの電子線トモグラフィー　★IMOD • 岩崎憲治生体高分子系のトモグラフィー • 臼倉治郎、諸根信弘、楠見明弘電子線トモグラフィーの医学・生物学への応用 • 田中信夫材料・デバイス系試料の電子線トモグラフィー • 陣内浩司、西敏夫有機高分子の電子線トモグラフィー　★

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