酸素分子によるSi(111)-77の酸化反応ダイナミクスと初期吸着確率の表面温度依存性

Surface temperature dependence of initial sticking probability and oxidation dynamics of Si(111)-77 by O

吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

Si(111)-77上の酸素吸着ダイナミクスをより詳細に明らかにするために、初期吸着確率(S0)の表面温度依存性を放射光リアルタイムO1s XPSで調べた。実験は、SPring-8のBL23SUのSUREAC2000で実験を行った。約2.3eVまで並進運動エネルギー(En)を制御した。En=0.03eVの条件は、バリアブル・リークバルブによるガス導入で行った。酸化時間が零における吸着量の変化率から初期吸着確率を求めた。S0がEnに対して大きな変化を示さない条件(0.15eV, 2.23eV)では、測定誤差の範囲でTs依存性は観測されなかった。このようにTsにS0が依存しないことから、Direct吸着機構が支配的であると考えられる。一方、0.03eVと0.06eVでは、Tsの上昇に伴いS0が減少したことから、Trapping-mediated吸着機構が支配的であることが示唆された。このようにS0のTs依存性から室温でのEn依存性で得た吸着反応機構を矛盾なく説明できた。

In order to clarify the O adsorption on Si(111)-77, we investigated surface temperature dependence of initial sticking probability (S0) by synchrotron radiation real-time O1s XPS. All experiments were performed at SUREAC2000 of BL23SU in SPring-8. Translational energy (En) is controlled up to 2.3eV. The variable leak valve was used to perform the 0.03eV exposure condition. The S0 is evaluated to be the differential value at the zero dosage in the oxygen uptake curve. In the condition observed for negligibly small variation of S0 depending on En (0.15eV, 2.23eV), the Ts dependence is not observed within the margin of error. This result implys that the direct adsorption mechanism is dominant in this energy region. On the other hand, we found that the S0 decreases with increasing Ts and thus the trapping mediated adsorption mechanism is dominant in the energy condition of 0.03eV and 0.06eV. These results are consistent with the reaction dynamics observed in En dependence of S0.