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超熱酸素分子線によるCu(410)表面上のCu$$_{2}$$0生成過程におけるステップの役割

Role of steps in Cu$$_{2}$$O formation on Cu(410) using a hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam

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*

銅(Cu)の酸化過程を解明することは、その酸化物が高温超伝導体や太陽電池の材料になることから産業上重要である。しかし、酸化過程がどのように進行しCu酸化物が生成するのかそのダイナミクスの詳細はわかっていない。これまで、われわれは、Cu(100)、並びにCu(110)表面上での超熱酸素分子線を用いた酸化物生成初期過程の研究を行ってきた。今回、格子欠陥の効果を明らかにするためにステップの多いCu(410)表面を意図的に用いてその効果を調べた。Cu$$_{2}$$O生成が始まる0.5モノレーヤー以上では、(410)表面での酸化物生成効率は(100)並びに(110)表面の中間に位置することがわかった。これらは、(410)表面が(100)テラスと(110)ステップ面から構成されることから理解できる。

It is important to make clear oxidation processes of Cu from an industrial view point because cupper oxides are candidates of high-Tc super conductor and solar cells. However, the details of the chemical reaction dynamics for the Cu oxidation processes have not been understood yet. We have already studied initial oxidation processes of Cu(100) and Cu(110) surfaces by using supersonic oxygen molecular beams. In this research, effects of surface defects for the surface oxidation are investigated by using the Cu(410) surface with large step density. It was found that oxidation rate of the Cu(410) surface was larger than Cu(100) surface, but, smaller than Cu(110) surface in the oxygen coverage range larger than 0.5 monolayer, from which formation of Cu$$_{2}$$O was observed. The phenomenon can be understood from the fact that the (410) surface consists of (100) terraces and (110) steps.

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