4年生は現在、石英基盤の表面にAgを蒸着させ、それをAFM(Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡)で観察しています。またこの後に光の吸収を調べる実験も予定しています。

この実験では、Agを蒸着してできる薄膜の形成過程などを観察しています。クラスター形成の様子をAFMや光吸収といった様々な視点から解析することで、Agの蒸着過程、また薄膜の物性がわかります。

蒸着実験は図1の装置を用いて真空中で行っており、ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプの二つのポンプで真空引きしています。

手順は、まず、自作のタングステンバスケットに電流を流して高温にし、ガス出しをします。そうすることで、蒸着の際の真空度を良くすることができます。 次に、タングステンバスケットを取り出して、銀線を巻き付けます。そして真空中でそのタングステンバスケットに電流を流します。そうして高温にすることで、銀を蒸発させます。前期の実験では50Å～150Åの厚さで蒸着し、観察しました。

真空蒸着装置

タングステンバスケット

AFMでは、1μm×1μm程度まで表面の観察ができます。AFMでは先端に小さな針がついたカンチレバーというものを用いています。針が表面をなぞり、針と表面原子との間の原子間力を受けて上下します。その針にレーザーを反射させることで、表面の構造が観察できるようになっています。

Ag:2μm×2μm のAFM像

Ag:1μm×1μm のAFM像

今年度中にAuでも同様の実験を行い、薄膜をAFMで観察して、Agとはどのように違ってくるかを比較したいと考えています。