非接触走査型非線形誘電率ポテンショメトリによる金属表面の双極子誘起電位の観察

摘要

非接触走査型非線形誘電率ポテンショメトリ（NC-SNDP）は，試料表面の自発分極に誘起される電位分布の観察を可能とする[1]．NC-SNDP では，最低次の非線形誘電率(ε )を測定することで，自発分極の有無と向きを検出し，自発分極を実効的にゼロにする直流バイアス電圧を試料に印加する電位フィードバック制御を行うことで自発分極誘起電位像が得られる．これまでにNC-SNDP を用いてSi(111)-(7×7)表面が観察され，表面側が正の電位を持つことが実験的に示されている [1]．一方，Si であっても，異なる面方位を持つSi(100)-(2×1)表面では，ε_3のバイアス依存性測定の結果から，負の電位が観察される[2]．一般に，仕事関数はバルク項と表面双極子の寄与からなり同一の物質でも面方位毎に異なるが，NC-SNDP で測定される電位は，その原理から表面双極子の寄与に支配されると考えられる．したがってNC-SNDP で異なる面方位を有する試料を観察するとき，面方位に依存して異なる電位コントラストが得られることが予想される．そこで本発表では，多結晶と考えられる金属表面のNC-SNDP 観察を行い，領域毎の自発分極誘起電位の違いを実験的に検討した．