LEED and XPS study of the oxygen-molecular beam induced reconstruction on Cu(111)

酸素分子ビームで誘起される酸化Cu(111)再構成表面のLEEDとXPS研究

盛谷 浩右; 岡田 美智雄*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆 ; 笠井 俊夫*

Moritani, Kosuke; Okada, Michio*; Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka; Kasai, Toshio*

本研究では 銅単結晶表面の酸化に伴う表面再構成について調べるために、酸化には超熱酸素分子ビーム(HOMB)を用い、表面の観察には放射光光電子分光法(SR-XPS)と低エネルギー電子回折(LEED)を用いた。Cu(111)表面に0.5eVのHOMBを照射した結果、Cu(111)表面の銅原子が(001)表面構造のように再構成した特異な再構成構造が形成されることがわかった。また0.5eV以上の超熱酸素分子線の照射がこのような表面再構成を誘起していることがわかった。またCu(110)表面にHOMBを照射した結果、酸化の速度は酸素分子ビームの入射方向に依存することがわかった。表面の[100]方向に沿って入射した場合は表面に垂直に入射した場合と反応が進行する速度は変わらないが[110]方向に沿って入射した場合は反応速度が小さくなることがわかった。これは酸素吸着時にできる[100]方向に沿った-Cu-O-原子列構造が障害となり酸素が活性サイトにアクセスするのを妨害しているためと考えられる。

We studied surface reconstruction of oxidized Cu single crystals with a hyperthermal oxygen molecular beam (HOMB). High-resolution X-ray photoemission spectroscopy (XPS) in conjunction with a synchrotron radiation (SR) source and low energy electron diffraction (LEED) were used for observation of the reconstruction. On Cu(111) surface, HOMB with the incident energy above 0.5eV induced a reconstruction like a (001) structure. On Cu(110) surface, the oxidation process depends on the azimuthal angle of incidence. Incidence through [100] direction and normal incidence showed an equivalent reaction rate. Incidence through [110] direction, however, made an reaction rate smaller compared with the normal incidence case. This indicates that the -Cu-O- added row structure has a role in inhibiting adsorption as a steric obstacle for incident O molecules.