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SR-PES and STM observation of metastable chemisorption state of oxygen on Si(110)-16$$times$$2 surface

Si(110)-16$$times$$2表面における酸素の準安定化学吸着状態の放射光光電子分光と走査トンネル顕微鏡観察

山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 高橋 裕也*; 今野 篤史*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆 ; 朝岡 秀人  ; 末光 眞希*

Yamamoto, Yoshihisa*; Togashi, Hideaki*; Kato, Atsushi*; Takahashi, Yuya*; Konno, Atsushi*; Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka; Asaoka, Hidehito; Suemitsu, Maki*

Si(110)-16$$times$$2表面に室温吸着させた酸素分子の吸着状態と、その後の加熱による吸着構造の変化を放射光光電子分光により研究した。その結果、微量の酸素暴露でもSi$$^{1+}$$だけでなく、Si$$^{2+}$$, Si$$^{3+}$$成分が現れることがわかった。これは、O$$_{2}$$分子が既に酸素が吸着しているサイトの近辺に選択的に吸着されるため生じている可能性が高い。また加熱後のSi$$^{2+}$$, Si$$^{3+}$$成分の結合エネルギーが増加し、熱酸化膜の値に近くなっていることから、室温で準安定状態にあった酸素原子が加熱によりSi-O結合長とSi-O-Si結合角を緩和させたことが示唆される。

The room temperature adsorbed state of oxygen molecules on Si(110)-16$$times$$2 surface and the structural change after a mild annealing has been investigated by synchrotron radiation photoemission spectroscopy. As a result, despite the very small dosage of oxygen, Si$$^{2+}$$ and Si$$^{3+}$$ components already appear in addition to Si$$^{1+}$$. This is likely to be caused by a selective adsorption of O$$_{2}$$ molecules into the vicinity of already oxidized sites. After annealing, we found that binding energy of Si$$^{2+}$$ and Si$$^{3+}$$ increase and approach to their corresponding peak positions of a thermally-grown oxide, and this increase indicates relaxation of the Si-O bond length and Si-O-Si bond angle of metastable oxygen atoms.

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パーセンタイル:23.21

分野:Chemistry, Physical

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