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グラファイト単結晶中に注入したシリコンの局所構造

Local structure of the silicon implanted in a graphite single crystal

馬場 祐治; 下山 巖; 関口 哲弘

Baba, Yuji; Shimoyama, Iwao; Sekiguchi, Tetsuhiro

固体炭素は二種類の局所構造、すなわちダイヤモンド構造と二次元グラファイト構造をとるのに対し、炭化ケイ素はsp3結合でできたダイヤモンド構造のみをとることが知られている。グラファイト状の構造をした二次元SixC層が存在し得るかどうかを明らかにするため、グラファイト単結晶(HOPG)にSi$$^{+}$$イオンを注入して作成したSixC膜の局所構造をX線吸収端微細構造法(NEXAFS)により調べた。Si$$^{+}$$イオンを注入した試料のSi K-吸収端のNEXAFSスペクトルに現れる共鳴吸収ピークは、他のどんなシリコン化合物の場合より低いエネルギーに観測された。また、このピーク強度の偏光依存性から、励起先の非占有軌道が$$pi$$*軌道的性質を持つこと、またその軌道の方向がグラファイト面に垂直に近いことがわかった。このことから、Si$$^{+}$$イオン注入によって生成したSi-C結合はグラファイト面にほぼ平行であり、SixC層はsp2結合でできたグラファイト状の二次元構造をしていることが明らかとなった。

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