Depth profiling of oxidized surface of stainless steels by synchrotron radiation excited X-ray photoelectron spectroscopy

放射光を用いたX線光電子分光法によるステンレス鋼酸化表面の深さ方向分析

江坂 文孝  ; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 間柄 正明  ; 篠原 伸夫 

Esaka, Fumitaka; Yamamoto, Hiroyuki; Sasase, Masato*; Magara, Masaaki; Shinohara, Nobuo

本研究では、放射光からの高エネルギーX線を励起源とした光電子分光法により、ステンレス鋼の酸化表面層の非破壊深さ方向分析を行った。大気中200C酸化では、表面に鉄酸化層の形成が確認され、600C以上の酸化ではクロム酸化層の最表面での形成が支配的となった。400800C酸化では、深さ方向での化学状態の顕著な変化は見られなかった。以上の結果より、放射光を用いた光電子分光法が物質の深さ方向分析に有力な手段であることが示された。

In the present study, synchrotron radiation excited XPS (SR-XPS) is used to the analysis of surface oxides of stainless steels for obtaining information on surface composition in detail. Here, non-destructive depth profiling was performed by obtaining XPS spectra with different excitation X-ray energies. By oxidation at 200 C, significant change of the ratio was observed, indicating the enrichment of iron oxide on the surface at an initial stage of oxidation. With increasing oxidation temperature, enrichment of chromium oxide on the surface proceeded. No significant change with photon energy was observed for the sample oxidized at 400-800 C. These results imply that SR-XPS becomes a powerful tool for chemical state analysis of materials owing to the ability of non-destructive depth profiling.