O reaction dynamics with Si(001) surfaces as observed by synchrotron radiation photoemission spectroscopy

放射光光電子分光法で観察したSi(001)表面におけるO分子の反応ダイナミクス

寺岡 有殿; 吉越 章隆 

Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka

入射分子の並進運動エネルギーは表面反応の誘起にとって重要な因子である。われわれは超音速シード分子線技術と高エネルギー分解能光電子分光法をシリコンの初期酸化反応の解析に適用した。われわれは水吸着Si(001)表面では飽和吸着酸素量が酸素分子の並進運動エネルギーに依存して変化することを既に見出している。二つのポテンシャルエネルギー障壁が第一原理計算結果に対応して確認されている。清浄Si(001)表面で如何なる依存性を示すのかを確認する必要がある。そこで清浄Si(001)表面上での酸素分子の解離吸着の並進運動エネルギー依存性がSi-2pとO-1sに対する光電子分光を用いて調べられ、入射エネルギーがどのように極薄酸化膜の形成に影響を与えるかが明らかにされた。

The translational kinetic energy of incident molecules is an important factor for the induction of surface reactions. We applied supersonic seed molecular beam techniques and high-energy-resolution photoemission spectroscopy using synchrotron radiation to the Si initial oxidation analysis. We have already found out that the saturated oxygen coverage on HO-chemisorbed Si(001) surfaces depends on the O incident energy. Two potential energy barriers were confirmed in accordance with the first-principles calculation. An action of the incident energy should be confirmed also on clean Si(001) surfaces. Therefore, the incident energy dependence of the O dissociative chemisorption on the clean Si(001) surface has been investigated by photoemission spectroscopy for Si-2p and O-1s core levels to make clear how the incident energy affects the ultra-thin oxide-layers formation.