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高分解能放射光を用いたその場光電子分光法でみるSi(001)表面の酸化反応ダイナミクス

In-situ photoemission spectroscopy for chemical reaction dynamics study of Si(001) oxidation by using high-energy-resolution synchrotron radiation

寺岡 有殿; 吉越 章隆 

Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka

表面化学反応機構の研究にとって、入射分子の並進運動エネルギーは重要なパラメータとなる。超音速分子線と高分解能放射光を併用した表面光電子分光法を用いて、数eVの並進運動エネルギーによって誘起される新しい吸着反応がO$$_{2}$$/Si(001)系において見出され、ダングリングボンドが終端されているか否かの違いがシリコン二量体のバックボンドの酸化に決定的な影響を与えることが明らかになった。さらに、入射分子の並進運動エネルギーを制御することで、室温においてもサブナノメータの酸化膜形成が可能であることが示された。

The translational kinetic energy of incident molecules is an important parameter for the study of surface chemical reaction mechanisms. New adsorption reactions, induced by the O$$_{2}$$ translational kinetic energy of several eV, have been found in the O$$_{2}$$/Si(001) system by applying the surface photoemission spectroscopy with supersonic molecular beam techniques and the high-energy-resolution synchrotron radiation. The termination of dangling bonds affected dominantly the oxidation of dimer backbonds. By controlling the translational kinetic energy of incident O$$_{2}$$ molecules, the formation of oxide-layers with a sub-nanometer scale is possible at room temperature.

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