高速ビームロッキング法による反射高速電子線回折強度の測定とその応用

摘要

近年，結晶の成長過程や表面の動的構造変化について，原子レベルで研究が進められている。 原子スケールで表面の構造を観察する手法としては，走査型トンネル顕微鏡（STM）が有力であるが，吸着や膜成長といった動的過程を追うことは，特別な条件バを除き非常に難しい。 また，表面下の層構造に関して知りたい場合，STMは無力に等しい。 これに対し，反射高速電子線回折法（RHEED）は表面面内のミリメートルオーダーの平均的な情報ではあるが，表面構造に関する詳細な情報を与えてくれる。薄膜成長の研究では，このRHEEDの鏡面反射強度が一層一層の成長周期に対応した規則的な変化を示すことを利用し，薄膜成長のモニターとして広く用いられている（RHEED振動）。さらに，入射電子線の試料に対する視射角（θ）を変化させると，表面に垂直な方向の原子位置に関する情報が得られ，表面下数層までの構造を知ることができる。 この視射角変化に対する回折スポットの強度変化をRHEEDロッキング曲線と呼び，構造解析に広く利用されている。構造解析は，動力学的な回折理論を用いた強度計算との比較により行い,かなり良い精度で構造を決定できる。