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イオンビームスパッタ蒸着法により作製した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜表面の放射光による化学状態分析

Surface characterization of $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ films by synchrotron radiation fabricated with ion beam sputter deposition

江坂 文孝; 山本 博之; 松林 信行*; 山田 洋一*; 笹瀬 雅人*; 間柄 正明; 木村 貴海; 山口 憲司; 社本 真一

Esaka, Fumitaka; Yamamoto, Hiroyuki; Matsubayashi, Nobuyuki*; Yamada, Yoichi*; Sasase, Masato*; Magara, Masaaki; Kimura, Takaumi; Yamaguchi, Kenji; Shamoto, Shinichi

本研究では、放射光を励起源としたX線光電子分光(XPS)法及びX線吸収分光(XAS)法により、イオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法を用いて成膜した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$薄膜表面の化学状態について分析を行った。測定は高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光実験施設(PF)、ビームラインBL-13Cにて行った。XPS測定では、放出される光電子のエネルギーを変化させることにより深さ方向分析を行った。XPS測定において、励起エネルギーの減少とともにSiO$$_{2}$$及びSiO$$_{2-X}$$に起因するピークの割合が増加した。解析の結果、最表面に1nm以下のSiO$$_{2}$$層が、さらにその直下にSiO$$_{2-X}$$層が形成されていることが確認された。本法では、固体表面の化学状態についての詳細な分析が可能であり、原子力材料の研究などに対しても有効であると考えられる。

Synchrotron radiation excited XPS and XAS were utilized to investigate chemical states of the surface of $$beta$$-FeSi$$_{2}$$ films fabricated by ion beam sputter deposition. The analysis was performed at the BL-13C of the Photon Factory in KEK. In the XPS analysis, depth profiling was carried out by changing the kinetic energy of photoelectrons. As a result, the relative ratios of SiO$$_{2}$$ and SiO$$_{2-X}$$ increased with decreasing the kinetic energy of photoelectrons. Simulation results indicated that the SiO$$_{2}$$ formed at the upper layer and the SiO$$_{2-X}$$ formed at the lower layer of the surface. These results show that these analytical methods enable us to investigate chemical states of solid surfaces in detail.

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