2002年度

Thin Solid Films

310280
Photo-induced surface charge separation in Cr-implanted TiO₂ thin film
住田泰史* ; 八巻徹也 ; 山本春也 ; 宮下敦巳
Thin Solid Films 416(1-2), p.80-84(2002) ; (JAERI-J 19910)

　酸化チタン(TiO₂）表面の電荷分離性能を，パルスレーザーデポジション法で製膜したCrが一様分布した膜と，イオン注入により作成したCr濃度勾配を持つ膜について，本研究室にて開発したパルス光励起表面電荷分離性能評価法（PITCS)を用いて評価を行った．その際，Crの膜内分布は二次イオン質量分析計で確認を行い，両膜の最表面のCr濃度はXPSを用いて等しくなるように作成を行った．PITCS法は金属電極を用いず，外部電界も印加する必要がないので，TiO₂表面の既存のバンド勾配を乱すことなく，その膜の本質的な電荷分離性能を見積もることが可能である．この手法を用いて測定を行った結果，Cr濃度勾配を持つ膜は520nmの可視光に対してまで高い電荷分離性能を示した．これは，Cr一様分布膜や，アナターゼ単結晶膜よりはるかに高い性能であった．

310279
Surface chemical states and oxidation resistivity of "ecologically friendly" semiconductor (β-FeSi₂) thin films
斉藤健* ; 山本博之 ; 笹瀬雅人* ; 仲野谷孝充 ; 山口憲司 ; 原口雅晴* ; 北條喜一
Thin Solid Films 415(1-2), p.138-142(2002) ; (JAERI-J 19909)

　イオンビームスパッタ蒸着法を用いて「環境半導体」β-FeSi₂薄膜をSi(100)基板上に作製した．この過程において，生成したFeSi₂薄膜がSiや他の化合物半導体に比べ大気中においても極めて安定で，強い耐酸化性を有していることを見いだした．この原因を明らかにするために，当研究グループにおいて開発した放射光−光電子分光法による非破壊深さ分析法を用い，薄膜の表面化学状態及び組成について検討した．この結果，FeSi₂薄膜（厚さ100nm）表面に0.7nm程度と考えられる極めて薄いSiO₂層が生成していることを明らかにした．このSiO₂層はFeSi₂上に均一に成長しており，3ヶ月間大気中に放置した後においてもほとんど変化が見られない．熱化学的評価からFeSi₂自体は大気中で室温においても酸化が進むと考えられる．このため生成したFeSi₂薄膜が安定であることは最表面の均一なSiO₂層が耐酸化性に寄与していると考えられる．