発泡スチロール球を用いた Si (111)-7x7 DAS モデルの作り方

2006.9.9 安居 & Team STM
摂南大学工学部電気電子工学科 表面物性工学研究室
DAS (Dimer, Adatom, Stacking fault) 構造モデルを回して見る

使用するもの

  1. 発泡スチロール球（直径 40mm）389個
    1層目24個（吸着原子）
    2層目76個（半数が積層欠陥部分）
    3層目94個（このうち二量体 44個）
    4層目98個（正常ダイヤモンド構造）
    5層目97個（正常ダイヤモンド構造）
  2. 木工用ボンド
  3. 定規
  4. 19mmΦ，30mmΦ の穴のあいた板
  5. 角度定規（109.5°および101°）
  6. 電熱カッター

完成品その１　ひし形の一辺の長さは 40cm くらい


完成品その２　層毎に色分けしたもの　ひし形の一辺の長さは 40cm くらい
1層目（吸着原子）赤
2層目（積層欠陥を含む）青
3層目（二量体を含む）緑
4層目（正常ダイヤモンド構造）クリーム
5層目（正常ダイヤモンド構造）クリーム

製作方法

着色

発泡スチロール球に竹串をさし，水性（つやあり）ペイントで着色する。発泡スチロール板などに刺して乾燥させる。（こんな感じ）

4層目と5層目，正常なダイヤモンド構造の部分（97個）

切る角度 109.5°，円直径 30mm で4面を切る。


1面目を切るとき
2面目以降は角度定規を使う。

4面切った状態

3層目，二量体 44 個と正常 50 個


30 mm で1面目を切る
30 mm，101°（第１面に対して）で2面目を切る


30 mm，101°（第１面に対して）で3面目を切る
3面切った状態


19 mm，90°（第１面に対して）で4面目を切る（二量体同士の接合面）

残りの 50個は　4層目と同様に 109.5°，30mm で 4面を切る

2層目，積層欠陥を含む部分 76 個

109.5°，30 mm で 3面切る（ 4面目は切らないでおく）


3面切った状態

1層目，吸着原子 24 個


19 mm で 1 面目を切る
切り口の円周にそって120°づつ印をつける


19 mm の円で，円の一端から14 mm のところに厚さ 3mm の板を置く


印２点を板の端のラインに合わせる（下から）
（横から）


3面を切る
3面切った状態


赤い印と切った円の頂点を半円を描くように結ぶ
（横から）


カッターで切り込みを入れ，くり抜く
くり抜いた状態

組み立て

木工用ボンドを使って5層目から順番に上の層に向かって組み立ててゆく → 完成！

製作するときのポイント

発泡スチロール球には北極から南極の位置に貫通する穴が空いている。色塗りのときにはここに竹串を通す。
第1面を切るときはこの穴を，斜めにセットして切る。そうすると両方の穴が無くなりきれいにできあがる。
写真は，穴につまようじをさして，説明をわかりやすくしたもの。

Special Thanks to

（有）井上電工 胞子職人の 皆さん。御協力ありがとうございました。

参考 URL


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