異分野特別演習(副専攻) 物質理工学専攻表面物質学教育分野(水野研究室)

研究課題:シリコン単結晶表面の模型製作

担当:水野清義(教授) 場所:C棟416室
e-mail: mizuno.seigi.918-a-m.kyushu-u.ac.jp(-a-を@に変更して送信してください)

概略:Si(111)-7x7表面構造の模型を、与えられた情報をもとに推理し組み立てる。

詳細:結晶表面は片側が真空(あるいは気相)であるため、結晶の内部と比較して異なる性質を示す。 特に共有結合性結晶は表面で結合が切れてしまうため、そのままの構造(理想終端表面)では不安定であり、 表面特有の原子配列に並びかわることが多い。Si(111) 表面はその典型的な例である。 本研究課題ではSi(111) 7x7表面構造を、自分で構造模型を組み立てていくことにより理解する。

下の写真に模型の例を示す。左上:Si原子。右上:金属吸着Si(111)表面。左下:Si(001)表面。右下:6H-SiC。

プログラム:日程は相談して決める。研究課題の実施手順は以下の通りである。
		1. 結晶構造についての説明の後、シリコンの単結晶模型を作る。
		2. 表面構造についての説明の後、Si(111) 理想終端表面を作る。
		3. Si(111)-7x7表面についての実験結果の説明の後、自分なりのモデルを作る。
		4. 正しいSi(111)-7x7表面構造を確認し、レポートを提出する。

評価方法:模型製作にあたって理解した点・発見した点などをまとめると共に、レポート課題を与える。 レポートと模型製作の取り組みについて評価を行う。

注意点:この研究課題は、自分で構造モデルを考案していく過程での発見を大切にしており、 それが楽しみの1つです。製作したモデルが正しいかどうかは評価とは無関係です。 先に答を知ってしまうと楽しみがなくなってしまいますので、Si(111)-7x7構造を調べたりしないでください。 また、その構造を既に知っている人はこの研究課題の対象外です。