Si-doping for the protection of hydrogenated diamond-like carbon films in a simulated atomic oxygen environment in low earth orbit

低地球軌道における原子状酸素環境をシミュレートした水素化ダイヤモンドライクカーボン膜の保護性能に対するSiドーピング効果

横田 久美子*; 田川 雅人*; 北村 晃*; 松本 康司*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; Fontaine, J.*; Belin, M.*

Yokota, Kumiko*; Tagawa, Masahito*; Kitamura, Akira*; Matsumoto, Koji*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Fontaine, J.*; Belin, M.*

Siドープダイヤモンドライクカーボン(DLC)に対する超熱原子状酸素(AO)照射の効果を調べた。組成比でSiを10%含むものと20%のものと二種類のDLCを試験した。試験には放射光光電子分光法(SR-PES)とラザフォード後方散乱法(RBS)を用いた。SR-PES法からAO照射によってSiO層がSiドープDLC表面に形成されることがわかった。RBSからはAO照射によってSiをドープしないDLCの膜厚が目減りすること、それと対照的に、SiドープDLC表面に形成されるSiO層がその下地のDLCを保護する効果があることがわかった。

The effect of hyperthermal atomic oxygen (AO) exposure on a surface property of Si-doped DLC was investigated. Two types of DLC were tested which contain Si atoms approximately 10 at% and 20 at%. Surface analytical results of high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation (synchrotron radiation photoemission spectroscopy; SR-PES) as well as Rutherford backscattering spectroscopy (RBS) have been used for characterization of the AO-exposed Si-doped DLC. It was identified by SR-PES that the SiO layer was formed by the hyperthermal AO exposure at the Si-doped DLC surface. RBS data indicates that AO exposure leads to severe thickness loss on the non-dope DLC, in contrast, SiO layer formed by the hyperthermal atomic oxygen reaction at the Si-doped DLC protects the DLC underneath the SiO layer.