シリコン表面の立体化学反応ダイナミクス

Stereodynamics of surface chemical reactions on silicon

岡田 美智雄*; 橋之口 道宏*; 福山 哲也*; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*

Okada, Michio*; Hashinokuchi, Michihiro*; Fukuyama, Tetsuya*; Teraoka, Yuden; Kasai, Toshio*

永久双極子モーメントを持つNO, CHCl分子の超音速分子線を不均一電場に通すことによって分子の配向を制御した超音速分子線を生成した。それをSi(111)面とSi(001)面に照射して解離吸着反応を起こさせ、その反応性に対する分子配向の効果を研究した。CHCl分子とSi(001)表面の反応ではKing-Wells法を用いて付着確率を評価し、Cl端から衝突した方が反応性が高いことを明らかにした。また、NO分子とSi(111)表面の反応では光電子分光法で表面の元素を評価し、N端から衝突した方が反応性が高いことを明らかにした。

Oriented supersonic molecular beams of NO and CHCl molecules, which have a parmanent dipole molent, are generated by non-uniform electric fields. The oriented NO and CHCl beams dissociate and adsorbed at Si(111) and Si(001) surfaces, respectively. Molecular orientation effects for the surface reactions were studied. Sticking probabilities were evaluated in the reactions of oriented CHCl molecules with the Si(001) surface by the King and Wells method. High reactivity was obtained in the Cl-end collisions. And, elements on the Si(111) surface were analysed by X-ray photoemission spectroscopy in the NO reactions at the Si(111) surface. High reactivity was clarified in the N-end collisions.