口頭発表アブストラクト

「熱揺らぎの有る室温での半導体原子の操作・組立と将来展望」
森田　清三教授（大阪大学大阪大学大学院工学研究科）

従来の原子操作・組立では、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて、極低温で、金属基板などに弱く結合した金属原子などを用いて、局所状態密度などの電子物性を測定して、基礎物理の研究が行われてきた。ここでは、STMではなく原子間力顕微鏡(AFM)で、極低温では無く熱揺らぎの有る室温で、弱く結合した金属原子などでは無く強く結合する半導体原子の熱エネルギーを利用した交換型の原子操作・組立と、電子物性では無く力学物性を測定・評価する方法と将来展望を紹介する。

「Ultimate resolution in Kelvin probe force microscopy: charge distribution of a surface at atomic scale」
Oscar Custanceグループリーダー（NIMSナノメカニクスグループ）

Kelvin prove force microscopy (KPFM) is a technique widely applied for the quantification of local variations of the work function on a wide variety of heterogeneous material surfaces down to the nanometer scale. KPFM has therefore important applications in photovoltaic energy conversion technology, among other fields. Here, we present atomic force microscopy experiments and first-principles simulations that contribute to clarify the origin of KPFM images on semiconductor surfaces at the ultimate spatial limit of this technique: atomic scale resolution. By combining KPFM and bias-spectroscopy imaging with force and bias-distance spectroscopy, we show a significant drop of the local contact potential difference (LCPD) that correlates with the development of the tip-surface interatomic forces over distinct atomic positions. We suggest that variations of this drop in the LCPD over the different atomic sites are responsible for the atomic contrast in both KPFM and bias-spectroscopy imaging. Our simulations point towards a relation of this drop in the LCPD to variations of the surface local electronic structure due to a charge polarization induced by the tip-surface interatomic interaction.

「収差補正ＳＴＥＭによる界面ナノ計測」
幾原　雄一教授（東京大学大学院工学系研究科）

球面収差補正を用いた走査透過電子顕微鏡法(STEM)の登場により、粒界や界面に存在する単原子カラム一個一個について、その位置や元素の識別のみならず、局所的な電子状態の解析までが可能となりつつある。その中でも高角度環状暗視野法(HAADF)は重元素の観察に適し、環状明視野法(ABF)は軽元素の観察に適している。本講演では、アルミナセラミックス、バリスター、酸化物超格子、金触媒、リチウムイオン電池、水素化合物などの粒界や界面に着目し、その超微細構造や軽元素の分布をSTEM法で詳細に解析した最新の研究成果について紹介する。

「先端電子顕微鏡手法の開発と材料評価への応用」
木本　浩司グループリーダー（NIMS先端電子顕微鏡グループ）

「我が国における計測・分析技術開発の動向と戦略」
二瓶　好正教授（東京理科大学特別顧問　東京大学名誉教授）

「我が国においては従来、計測分析技術に関する国家レベルの研究開発事業はほとんど行われて来なかった。しかし，2002年度に田中耕一氏がノーベル化学賞を受賞したことを契機に、2004年度より「先端計測分析技術・機器開発事業」が開始された。一方、我が国における科学技術政策を拡張し、科学技術イノベーション政策に衣替えする動きが近年明確になりつつある。
計測分析技術と機器の開発は、基礎から応用研究ならびに産業応用に至るあらゆる分野において、極めて重要な役割を演じている。近年では諸外国においても、我が国に追随するが如くに、この分野を重視しつつある。その理由の第一は、計測分析技術がイノベーションを創出するための鍵となることへの認識が高まったことによる。
本講演においては、本年７年目を迎えた「先端計測分析技術・機器開発事業」をさらに継続・発展させるためのいくつかの考え方と具体的な方策を中心に、最近の検討結果を報告する。

「物質・材料研究のためのナノプローブ顕微計測技術」
藤田　大介グループリーダー（NIMS先端プローブ顕微鏡グループ）

私たちは、ナノスケールの材料表界面解析手法である走査型プローブ顕微鏡（SPM）の計測空間に、制御された環境場を導入しながら、多様な物質・材料の表面・表層の構造、物性、機能の原子スケール解析に応用しています。特に、多様な場を計測空間に導入し、機能発現のメカニズムの解明を目指しています。たとえば、極低温 ・高磁場・超高真空の複合された極限場での電子状態の観察、紫外光照射場での光触媒反応の計測、高温・応力場での表面ドメイン構造変化の観察などの最近の応用解析例について紹介します。

「傾斜ホルダー回転による精密角度分解計測のＲＥＥＬＳおよびＡＥＳ分析への応用」
田沼　繁夫グループリーダー（NIMS先端表面化学分析グループ）

傾斜ホルダーを用いて、これを回転させることにより、電子の入射角を一定に保ち（電子検出）角度分解―反射電子エネルギー損失分光法-ファクターアナリシスによる光学定数の計測法の開発と化合物半導体への応用および超傾斜ホルダーを用いた電子斜入射法による高深さ分解能オージェ電子depth profilingを紹介する。

「表面・界面現象への非線形分光の応用」
松本　吉泰教授（京都大学大学院理学研究科）

中心対称性をもつ結晶における偶数次の光非線形過程ではその対称性が破れた 表面や界面からのみ信号が発生する。これを利用することにより、表面・界面 での現象を鋭敏に捉えることができる。この代表的な非線形分光法が二次の過 程に基づく第二高調波発生や和周波発生分光である。ここでは、これらの分光 法の適用例として、金属表面における振動エネルギー移動や有機半導体を用い た電解効果トランジスタにおける電荷分布の観測を中心に紹介する。

「コヒーレントフォノンを利用した超高速電子格子相互作用の研究Ⅲ」
石岡　邦江主幹研究員（NIMS超高速現象計測グループ）

固体にフェムト秒パルス光を照射すると「コヒーレント光学フォノン」と呼ばれる位相の揃った格子振動が励起される。コヒーレントフォノンの干渉を利用して、結晶中の格子振動の時間発展を光で制御した最近の研究例について報告する。

「強磁場固体ＮＭＲの開発と材料分析への応用」
清水　禎グループリーダー（NIMS強磁場NMRグループ）

強磁場固体NMRの開発、NMRの特徴を活かした成果例、今後の展望