発表者

杉田　吉聴（谷村研）

指導教官

谷村　克己

Title

Laser-Induced Electronic Bond Breaking and Desorption of Adatoms on Si(111)-(7x7)

Abstract

In some non-metallic solids, valence excitation induces in several forms.
This is not the case in the bulk of semiconductors. However, photo-excitation induces bond breaking of constituent atoms by an electronic mechanism. This paper reports photo-induced structural changes on Si(111)-(7x7), of which atomic and electronic structures have been extensively studied.
Direct imaging of the structural changes in atomic levels by means of scanning tunneling microscope, together with high-sensitive measurements of desorbed species by resonant-ionization spectroscopy technique, has proved that the electronic bond breaking ejects Si atoms in vacuum and forms adatom vacancies with a site-dependent rate. The efficiency of the bond breaking shows a strong excitation wavelength dependence and non-linear with respect to excitation intensity.
I will discuss several important results obtain by the research, and explain the electronic mechanism which reasonably describe the results.

概要

いくつかの非金属固体において，光照射による電子系の励起に起因した構造変化が確認されている．
半導体の結晶内部においては電子系の励起による構造変化は起こらない．一方，半導体表面においては，光照射によって電子的な過程が直接的な原因となり表面構成原子の結合切断が誘起されることが確認されています．本論文では表面構造の原子配置や電子構造が詳細に研究されている代表的半導体表面Si(111)-(7x7)表面における光誘起構造変化についての研究が報告されています．
照射前後の表面の構造変化をトンネル顕微鏡により直接観察すると共に，共鳴イオン化分光法による放出原子の高感度検出を行い，溶融閾値以下の強度の光照射によって，表面空格子点の生成とSi原子の放出が誘起されることが示されている．
この表面での電子的結合切断は強いサイト依存性を示すと共にその結合切断効率は強い波長依存性と励起強度に対する強い非線形性を示す．
発表ではこれらの結果のいくつかの重要な結果を示し，結果を合理的に説明することができるボンド切断の機構について述べる．

Reference

J. Kanasaki. et al. Phy. Rev. Lett. 80, 4080 (1998)