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市田正夫 王正明 古賀貴亮 菅原聡 内田淳 田中秀和 戸田泰則 古薗勉 水野清義 渡辺正裕
研究者紹介
 
ナノ新材料開発のための表面微小構造解析法による原子位置決定
水野 清義 (みずの せいぎ)
(九州大学 大学院総合理工学府物質科学部門 助教授)
  URL: http://leed4.mm.kyushu-u.ac.jp

生年 1965年  
出身地 鹿児島県
学歴
 
1988年 東京都立大学 理学部 卒
1990年 東京都立大学 大学院 理学研究科 修士課程 化学専攻 修了
1995年 博士(理学)号取得(東京大学)

職歴
 
1990年〜'91年 北海道大学触媒化学研究センター助手
1991年〜'93年 岡崎国立共同研究機構分子科学研究所助手
1993年〜'97年 北海道大学触媒化学研究センター助手
1997年〜'98年 九州大学工学部応用物理学教室助教授
1998年〜現在 九州大学大学院総合理工学府助教授

研究歴
 
1987年4月〜
'90年3月
(1) レーザー光を用いた表面からの分子の光刺激脱離過程の研究
目的:表面からの分子の脱離機構を調べること。
(2) レーザー光を用いた表面における2光子光電子分光装置の製作
目的:表面に吸着した分子の励起準位を調べるために2光子光電子分光の装置を開発すること。
1990年4月〜
'95年
(1) 金属表面上にアルカリ金属原子蒸着によって形成される複雑な表面合金の低速電子回折法による構造決定
目的:銅単結晶表面上に室温(300 K)で Li 原子を蒸着すると、基板金属の再構成を伴うことを示唆する結果が得られたので、低速電子回折強度解析によって結晶構造を決定することを目標とした。
(2) 金属表面上のアルカリ金属吸着構造の走査トンネル顕微鏡による研究
目的:銅単結晶表面上でのアルカリ吸着において、新しいタイプの構造を見いだしたのでその特徴や形成機構などを明らかにするため。
(3) オージェ電子分光によるアルカリ金属原子吸着様式の研究
目的:オージェ電子分光は表面における元素の定量に広く用いられている。これをCu(001)表面におけるアルカリ金属吸着に適用したところ、最も低エネルギー側に現れるオージェピークが興味深い挙動を示したので、その解明と応用を目的とした。
(4) 表面におけるアルカリ金属原子と水分子との共吸着の研究
目的:触媒反応において微量のアルカリ金属の添加が反応性を大きく向上させること が知られているが、このような現象が起きる原因を解明するために、表面上でのアルカリ金属原子と水分子などとの相互作用について調べること。
1996年
'97年10
(1) 表面構造と対応した電子スピン情報を得るためのスピン偏極走査電子顕微鏡の開発
目的:固体表面の磁性と結晶構造の関係を明らかにするために、反射高速電子回折と スピン偏極電子顕微鏡の機能を併せ持つ新しい装置を開発すること。
(2) 小型モット検出器の開発
目的:固体表面の磁性を研究するために、超高真空チャンバに容易に取り付け可能な、小型で信頼性の高いモット検出器を開発すること。
1997年11月〜
現在
(1) 2種類の金属の吸着による表面構造の起源の研究
目的:金属表面上に2種類のアルカリ金属、またはアルカリ金属とアルカリ土類金属を共吸着させ、その構造を調べることにより、吸着原子ごとの吸着位置に関する特徴や、相互の関係について明らかにすること。
(2) シリコン表面上の金属吸着構造の低速電子回折による構造解析
目的:シリコン表面上の金属吸着は、半導体素子との関係から数多く研究されてきたが、その構造が決まっていないケースが多い。そこで、低速電子回折による構造解析を行うこと。
(3) 表面微小領域の構造や電子スピン分析を行うための新しい装置の開発 目的:従来の低速電子回折は電子ビーム系がミリメートルオーダーで、広い範囲の平均としての構造解析しかできなかった。しかし、ナノメールスケールの構造を作成する研究が盛んになっており、その構造を決定できる手法の開発が必要である。これを 達成するための新しい装置の開発を行う。また、同様に、磁性に関する研究もナノメ ートルスケールの領域に関心が持たれており、これを原子レベルの構造と対応させて調べるための新しい装置の開発を行う。
 
発表論文リスト >>>さきがけ研究
 
[1] Photostimulated desorption of NO chemisorbed on Pt(100) at 193 nm
K. Mase, S. Mizuno, M. Yamada, I. Doi, T. Katsumi, S. Watanabe, Y. Achiba and Y. Murata: J. Chem. Phys., 91 (1989) 590-597.
[2] Photostimulated desorption of NO chemisorbed on Pt(100) induced by valence electron excitation
K. Mase, S. Mizuno, Y. Achiba and Y. Murata: Rev. Solid State Sci., 4 (1990) 721-732.
[3] Photostimulated desorption of NO on Pt(001) studied with a multiphoton ionization technique
K. Mase, S. Mizuno, Y. Achiba and Y. Murata: Surf. Sci., 242 (1991) 444-449.
[4] Decomposition of the surface carbide on Ni(001) induced by copper adsorption and surface segregation of carbon
H. Tochihara, A. Pomprasit, T. Kadowaki, S. Mizuno, H. Minagawa, K. Hayakawa and I. Toyoshima: Surf. Sci., 257 (1991) L623-L627.
[5] Formation of a linear LiOH compound on Cu(001): Reaction of H2O with Li adatoms at low coverages
S. Mizuno, H. Tochihara, T. Kadowaki, H. Minagawa, K. Hayakawa, I. Toyoshima and C. Oshima: Surf. Sci. 264 (1992) 103-113.
[6] A coverage-dependent reaction of Li adatoms on Cu(001) with H2O
H. Tochihara and S. Mizuno: Chem. Phys. Lett. 194 (1992) 51-56.
[7] Observation of anomalous LEED patterns from Li adsorbed Cu(001): 2x1, 3x3 and 4x4
H. Tochihara and S. Mizuno: Surf. Sci. 279 (1992) 89-98.
[8] UPS studies on photodesorption of NO from Pt(001)
M.-B. Song, S. Mizuno, K. Fukutani, and Y. Murata: Chem. Phys. Lett., 196 (1992) 559-562.
[9] Compositional change of silicon carbide surface due to oxygen adsorption and heat treatment
H. Minagawa, R.O. Vina, T. Kadowaki, S. Mizuno, H. Tochihara, K. Hayakawa and I. Toyoshima: Jpn J. Appl. Phys. 31 (1992) L1707-L1709.
[10] Geometries of Li induced structures on Cu(001): LEED and ARUPS studies
H. Tochihara and S. Mizuno: Surf. Sci. 287/288 (1993) 423-427.
[11] Missing-row-type restructuring of the Cu(001) surface induced by Li adsorption: A low-energy electron diffraction analysis
S. Mizuno, H. Tochihara and T. Kawamura: Surf. Sci. 292 (1993) L811-L816.
[12] Determination of the c(2x2) structure formed on Cu(001) upon Li adsorption: A low-energy electron diffraction analysis
S. Mizuno, H. Tochihara and T. Kawamura: Surf. Sci. 293 (1993) 239-245.
[13] 試料のおがみや残留微小磁場がある場合の LEED I(V) 曲線測定
水野清義、栃原浩、川村隆明:表面科学 14 (1993) 41-47.
[14] (1993) 41-47. 14) Gas desorption analysis on the surface of ZnO(0001) after hydrogen ion irradiation
H. Jiang, K. Yoneyama, H. Minagawa, S. Mizuno, T. Kadowaki, K. Matsudaira,
H. Tochihara, K. Hayakawa and M. Watanabe: Jpn. J. Appl. Phys. 32 (1993)
L806-L808.
[15] Alkali-metal adsorption on dissimilar alkali-metal monolayers preadsorbed on Cu(001): Li on Na and Na on Li
S. Mizuno, H. Tochihara and T. Kawamura: Phys. Rev. B 50 (1994) 17540-17546.
[16] Approximate method for reducing effect of beam-misalignment on low-energy electron diffraction I(E) curves at the normal incidence: The horizontal-beam method
S. Mizuno, H. Tochihara and T. Kawamura: J. Vac. Sci. Technol. A 12 (1994) 471-475.
[17] Observations of coverage- and temperature-dependent surface structures formed upon Li deposition on Cu(110)
S. Nakanishi, T. Yumura, K. Umezawa, H. Tochihara and S. Mizuno: Phys. Rev. B 49 (1994) 4850-4857.
[18] Complex surface alloy formed by Li deposition on Cu(001) determined by dynamical low-energy electron diffraction
S. Mizuno, H. Tochihara, A. Barbieri and M.A. Van Hove: Phys. Rev. B 51 (1995) 1969-1972.
[19] Honeycomb structure of adatoms surrounding substituted atoms: Cu(111)-(2x2)-3Li
S. Mizuno, H. Tochihara, A. Barbieri and M.A. Van Hove: Phys. Rev. B 51 (1995) 7981-7984.
[20] Completion of the structural determination of and rationalization of the surface-structure sequence (2x1)->(3x3)->(4x4) formed on Cu(001) with increasing Li coverage
S. Mizuno, H. Tochihara, A. Barbieri and M.A. Van Hove: Phys. Rev. B 52 (1995) R11658-R11661.
[21] Hybrid surface structures formed on Cu(001) and Ag(001) by alkali-metal adsorption
H. Tochihara and S. Mizuno: Surf. Sci. 357-358 (1996) 10-18.
[22] Surface structure sequences formed on Ag(001) with increasing alkali-metal coverages at room temperature
M. Imaki, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 357-358 (1996) 145-149.
[23] Adsorption mode change from adlayer- to restructuring-type with increasing coverage, evidenced by structural determination of c(2x2)->(4x4)->(5x5) sequence formed on Ni(001) by Li deposition
H. Jiang, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 380 (1997) L506-L512.
[24] Adlayer structure of c(5root2 x root2)R45 formed on Ni(001) by Li adsorption: Hollow-site adsorption or hexagonal arrangement?
H. Jiang, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 385 (1997) L930-L937.
[25] STM observation of restructured Cu(001) surfaces induced by Li deposition.
S. Mizuno, H. Tochihara, Y. Matsumoto and K. Tanaka: Surf. Sci. 393 (1997) L69-L76.
[26] Completion of the determination of complex surface-structures formed on low-index planes of copper single crystal by Li deposition: Cu(110)-(4x1)-3Li
S. Mizuno,H. Jiang and H. Tochihara: Surf. Rev. Lett. 4 (1997) 1221-1226.
[27] (nxn) surface-structures formed commonly on Cu(001), Ag(001) and Ni(001) by alkali-metal adsorption
H. Jiang, M. Imaki, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Rev. Lett. 4 (1997) 1227-1232.
[28] Surface crystal structure of magnetite Fe3O4(110)
Y. Oda, S. Mizuno, S. Todo, E. Torikai and K. Hayakawa: Jpn. J. Appl. Phys. 37 (1998) 4518-4521.
[29] ケイ素鉄単結晶 (001) 試料の2次電子スピン計測
居島薫、水野清義、川上直右、早川和延: 真空. 42 (1999) 357-360.
[30] 反射高速電子回折で励起した2次電子のスピン計測
居島薫、水野清義、中村浩次、清水三郎、不破耕、関整爾、鳥養映子、早川和延: 真 空. 42 (1999) 557-564.
[31] On the atomic arrangement on the ZrO/W(100) cathode surface: Models for low-energy electron diffraction
H. Nakane, S. Kawata, M. Oka, T. Takami, S. Mizuno, H. Adachi: J. Vac. Sci. Technol. B 17 (1999) 620.
[32] Surface structure of Cu(001)-c(2x2)-Mg: a tensor low energy electron diffraction analysis and a first-principles calculation
M.-S. Chen, D. Terasaki, S. Mizuno, H. Tochihara, I. Ohsaki and T. Oguchi:
Surf. Sci. 470 (2000) 53-61.
[33] Ordered mixed surface structures formed on Cu(001) by coadsorption of dissimilar metals: (2root2 x root2)R45 by Mg and Li, and (root5 x root5)R26.7 by Mg and K (Cs)
M.-S. Chen, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 486 (2001) L480-L488.
[34] Phase diagrams of simple metals on fcc(001) metal surfaces - An application to Mg on Cu -
H. Mitani, T. Hayashi, D. Terasaki, M.-S. Chen, S. Mizuno and H. Tochihara:
Surf. Sci. 493 (2001) 106-113.
[35] Determination of a (2root2 x root2)R45 structure formed by coadsorption of Li and Mg on a Cu(001) surface
M.-S. Chen, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 493 (2001) 91-98.
[36] 走査トンネル顕微鏡観察による Si(111) 7x7 表面上のアイランドとステップ終 端部の構造解析
池田淳子、島田亙、水野清義、栃原浩: 表面科学 22 (2001) 382-387.
[37] Development of an advanced low-energy electron diffraction technique using field-emitted electrons from scanning tunneling microscope tips
S. Mizuno: J. Vac. Sci. Technol. B 19 (2001) 1874-1878.
[38] An ordered mixed structure formed by restructuring type coadsorpt ion of Na and K on Ag(001)
S. Mizuno, M. Imaki and H. Tochihara: Surf. Rev. Lett. 8 (2001) 653-659.
[39] Formation processes of an ordered mixed structure: Cu(001)-(2root2 x root2)R45-Li, Mg
M.-S. Chen, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 514 (2002) 194-199.
[40] Extraction of scattered low-energy electrons in field emission conditions
S. Mizuno, J. Fukuda and H. Tochihara: Surf. Sci. 514 (2002) 291-297.

[41] T4 site adsorption of Tl atoms in a Si(111)-(1x1)-Tl structure, determined by low-energy electron diffraction analysis
T. Noda, S. Mizuno, J. Chung and H. Tochihara: Jpn. J. Appl. Phys. 42 (2003) L319-L321.
[42] An ordered surface alloy formed by attractive interaction between coadsorbates: c(2x2) on Cu(001) by Mg and Bi
T. Shirasawa, M.-S. Chen, S. Mizuno and H. Tochihara: Surf. Sci. 530 (2003) L307-L312.
[43] Structural determination of indium-induced Si(111) reconstructed surfaces by LEED analysis: (root3 x root3)R30deg and (4x1)
S. Mizuno, Y.O. Mizuno and H. Tochihara: Phys. Rev. B 67 (2003) 195410.
[44] Determination of (root5 x root 5) R26.7deg structures formed on Cu(001) by coadsorption of Bi and K(Cs): On-top site adsorption of K(Cs)
Ming-Shu Chen, Seigi Mizuno and Hiroshi Tochihara: Surf. Sci. 536 (2003) L415.
[45] An ordered-surface-ternary-alloy of a c(6x4) structure formed on Cu(001) by substitutional coadsorption of Mg and Bi
Tetsuroh Shirasawa, Seigi Mizuno and Hiroshi Tochihara: Surf. Sci. 538 (2003) L488.
 
 
【解説】
1) 表面に特有な秩序構造−アルカリ吸着金属表面の場合−
栃原浩、水野清義:固体物理 32 (1997) 133-142(解説)
2) アルカリ吸着金属表面の構造
栃原浩、水野清義:日本物理学会誌 52 (1997) 336-342(解説)
3) 金属表面上のアルカリ金属吸着構造
水野清義、栃原浩:表面科学 18 (1997) 789-795(解説)
4) Composite surface structures formed by restructuring-type adsorption of alkali-metals on fcc metals.
H. Tochihara and S. Mizuno: Prog. Surf. Sci. 58 (1998) 1-74 (review)
5) ナノ新材料開発のための低速電子回折を用いた原子位置決定
水野清義:化学工業 53 (2002) 836-843(解説).
6) Ordered mixed surface structures formed by coadsorption of dissimilar metal atoms on Cu(001).
H. Tochihara, M.-S. Chen, T. Shirasawa and S. Mizuno: Vacuum in press.
 
【紀要】
1) Si(111)7x7 表面上のアイランドとステップ終端部の走査トンネル顕微鏡観察
池田淳子、島田亙、水野清義、栃原浩:九州大学大学院総合理工学報告 22 (2001) 353-358.
2) 走査トンネル顕微鏡探針を電界放射電子銃として用いた低速電子回折法の開発
水野清義:九州大学大学院総合理工学報告 23 (2001) 9-14.

3)

走査トンネル顕微鏡による表面シリサイド形成初期過程の観察:Si(111)7x7上のBa吸着による (3x1) 構造
栃原浩、岡元亮、水野清義:九州大学中央分析センター報告 20 (2002) 40-44.
 
【特許】
1) 蛍光検出型モット検出器
水野清義、早川和延、居島薫、清野和夫、松平和彦、小森啓安、武笠幸一(寄与率順 ):特開平11-211838号
2) 同軸円筒型2次電子引き込み電極及びその電極の調整方法
水野清義、早川和延、居島薫、武笠幸一(寄与率順):特開平11-297261号

3)

電界放射型低速電子回折装置
水野清義:特開2002-131249号

4)

電界放出低速電子回折用引き込み電極及びそれを用いた電子回折装置
水野清義:特願2003-270105号
   
※「1期生」 = 平成13年度採用研究者 2001年〜2004年
※「2期生」 = 平成14年度採用研究者 2002年〜2005年
※「3期生」 = 平成15年度採用研究者 2003年〜2006年
 
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