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超音速窒素分子ビームを用いたTi(0001)表面窒化反応のリアルタイム光電子分光観察

Real-time photoelectron spectroscopy for Nitridation at Ti(0001) surface using supersonic N$$_{2}$$ molecular beams

小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 水野 善之*

Ogawa, Shuichi*; Takakuwa, Yuji*; Ishizuka, Shinji*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Mizuno, Yoshiyuki*

Ti(0001)-1$$times$$1表面を超音速窒素分子ビームで窒化し、リアルタイム光電子分光法で吸着反応ダイナミクスを調べた。調べたすべての窒素供給量において、N1s内殻準位の光電子スペクトルは二つの化学シフトした成分から成り立ち、その結合エネルギーは396.9と396.6eVである。その二つの成分で初期吸着確率はともに入射エネルギーに対して減少傾向を示した。ただし、0.3eVと1.5eVに極小がみられた。そのような入射エネルギー依存性は二つの成分の化学結合状態が類似していることを表している。0.3eV以下では物理吸着状態を経由した吸着過程、0.3eV以上では活性化吸着がおもに起こると考えられる。

Nitridation on a Ti(0001)-1$$times$$1 surface using a supersonic N$$_{2}$$ molecular beam was investigated by real-time photoelectron spectroscopy to clarify the adsorption reaction dynamics of N$$_{2}$$ molecule on the Ti surface. In a whole N$$_{2}$$ dosage region examined, N 1s spectra can be fitted well with two chemically-shifted components, the binding energies of which are 396.9 and 396.6 eV, respectively. For both the components, the initial sticking probability S$$_{0}$$ shows a decrease with increasing incident energy in the overall trend, while has significant minima at 0.3 and 1.5 eV. Such incident energy dependences of S$$_{0}$$ suggest that the chemisorbed states are similarly caused by a trapping-mediated adsorption process through a physisorption state at lower incident energy than 0.3 eV and an activated adsorption process becomes dominant at higher incident energy than 0.3 eV.

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