Structures of low-dimensional silicon-carbon mixed systems

低次元ケイ素-炭素混合系の構造について

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

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

炭素系低次元物質はグラファイト,フラーレン,ナノチューブなど多様な構造をとる。これはC-C結合の多様性(sp, sp2, sp3結合)に起因している。一方、炭素と同族のSi化合物では、3p軌道の広がりが大きいためバルクの固体はことごとくsp3結合を形成して安定化する。しかし、ケイ素-炭素化合物では、低次元化合物において両者の中間的な結合状態をとると考えられ、その構造と電子状態は興味深い。そこでケイ素と炭素を含む種々の低次元物質の構造を放射光を用いた内殻分光法により調べた。対象とした物質は、SiC超薄膜,SiC微粒子,一次元Siポリマー,アルキルシラン吸着分子などである。X線光電子分光測定の結果、SiC超薄膜,一次元Siポリマー,アルキルシランと次元が小さくなるにつれてSi 1sピークの結合エネルギーは高エネルギー側にシフトすることがわかった。Si K-吸収端のX線吸収端微細構造(NEXAFS)スペクトルを測定したところ、1原子層以下の極薄SiCにおいて二重結合性を示唆する*共鳴ピークが観測された。このピーク強度の偏光依存性から、SiC超薄膜はグラファイト的な二次元構造をとることが明らかとなった。

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