Role of steps in CuO formation on Cu(410) using a hyperthermal O molecular beam

超熱エネルギーの酸素分子ビームを用いたCu(410)表面でのCuO形成におけるステップの役割

岡田 美智雄*; Vattuone, L.*; 盛谷 浩右*; Gerbi, A.*; Savio, L.*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; Rocca, M.*; 笠井 俊夫*

Okada, Michio*; Vattuone, L.*; Moritani, Kosuke*; Gerbi, A.*; Savio, L.*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Rocca, M.*; Kasai, Toshio*

Cu(410)表面の初期酸化過程、特にCuO形成過程を詳細に研究した。高分解能電子エネルギー損失分光(HREELS)から、高温では酸素ガスによってCuOが形成されることが確かめられている。しかし、放射光を用いたX線光電子分光からはCuO形成の効率は酸素ガスに暴露する場合に非常に小さいことがわかっている。一方、2.2eVの超熱エネルギーを持つ酸素分子ビームは室温あるいは低温においてもCuO形成の有効な道具であることがCu(410)表面で見いだされている。O-1sと価電子帯のXPSスペクトルは明瞭に超音速酸素分子ビームによって誘起されるCuO形成の特徴的な性質を示した。さらに、そのようなCuO形成はテラスあるいはステップに入射する酸素分子ビームの方位角に強く依存することも知られている。

Herein we report the results of our detailed studies on the initial oxidation process, especially the CuO formation, on Cu(410). From the high-resolution electron energy-loss spectroscopy (HREELS), the CuO formation is verified at a high temperature for the thermal O exposure. However, from the X-ray photoemission spectroscopy (XPS) measurements in conjunction with synchrotron radiation (SR), the efficiency of CuO formation is quite low for the thermal O exposure. On the other hand, it was found on Cu(410) that hyperthermal O molecular beams (HOMB) at 2.2eV is an efficient tool for the fabrication of CuO even at room temperature or at lower temperatures. The O-1s and valence-band XPS spectra clearly demonstrate the characteristic features of CuO formation induced by HOMB. Furthermore, such CuO formation depends strongly on the azimuthal direction of the incident HOMB, impinging dominantly on a terrace or on a step.