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Study of the oxidation for Si nanostructures using synchrotron radiation photoemission spectroscopy

放射光光電子分光法によるナノ構造シリコンの酸化に関する研究

Nath, K. G.; 下山 巖   ; 関口 哲弘  ; 馬場 祐治  

Nath, K. G.; Shimoyama, Iwao; Sekiguchi, Tetsuhiro; Baba, Yuji

ナノクラスター,ナノ粒子など、ナノメートルスケールの大きさを持つ物質の構造と物性の解明はナノテクノロジーの分野では極めて重要な課題となっている。代表的な半導体物質であるシリコンの場合、ナノメートルスケールの幅を持つ線状物質であるシリコンナノワイヤーが注目を集めており、ナノテクノロジーへの応用も期待されている。本研究では、化学的に不活性なグラファイト表面にシリコンナノワイヤーを生成させ、その酸化反応を光電子分光法により調べた。その結果、幾つかのナノ構造を持つ薄膜は、バルクのシリコンに近い構造を持つ厚い膜に比べて酸化しにくいことを見いだした。とくに0.4オングストロームの厚みの極薄膜は、全く酸化が起こらないことが明らかとなった。これらの酸化反応の違いを、ナノクラスターの立体構造及びクラスターサイズとの関係において詳細に議論した。

Here we report oxidization properties of Si nanostructures grown on graphite. Si 1s X-ray photoemission spectra using synchrotron radiation are used in order to understand the oxidization pathways. Several Si films, such as 0.4, 2, 5.5 & Aring; were grown on highly oriented pyrolitic graphite (HOPG). In the case of a 0.4 & Aring; Si on HOPG, where different types of Si nanostructures in the form of nanoclusters are present, oxygen reactivity is nearly zero. In contrast, the thick film (5.5 & Aring;), where a bulk-type phase is present, shows a higher degree of reactivity. The results are discussed on the basis of nanostructure geometry, number of constituting Si atoms and cluster size.

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パーセンタイル:35.11

分野:Chemistry, Physical

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