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超熱酸素分子線によるTiNi表面の酸化物生成過程のX線光電子分光研究

X-ray photoemission study of oxide formation on TiNi using a hyperthermal O$$_{2}$$ molecular beam

宗和 誠*; 岡田 美智雄*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*

Sowa, Makoto*; Okada, Michio*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Kasai, Toshio*

TiNi合金の酸化反応を放射光光電子分光と超音速酸素分子線を用いて大型放射光施設SPring-8の原子力機構専用ビームラインBL23SUで行った。Arイオンスパッタリングで表面を清浄化したTiNiを酸素ガスに曝すとおもにTiO$$_{2}$$が生成する。他にTi$$^{3+}$$も生成することがわかった。これは酸化膜中に欠陥が多いことを示唆している。一方、2eVの並進運動エネルギーを持つ超音速酸素分子線を照射した場合は、TiO$$_{2}$$のみが生成することを見いだした。膜厚は2nm程度であった。さらに、基板を673Kに加熱しながら2eVの酸素分子線を照射すると80nm程度のTiO$$_{2}$$膜を形成させることができた。

Oxidation reactions of a TiNi alloy have been studied at BL23SU of JAEA in the SPring-8 using supersonic oxygen molecular beams and photoemission spectroscopy with synchrotron radiation. A clean TiNi surface was obtained by an Ar ion sputtering method. The surface was exposed to oxygen gas to form a TiO$$_{2}$$ surface with a small amount of Ti$$^{3+}$$ component. This fact suggests many defects are included in the oxide layer. On the other hand, a pure TiO$$_{2}$$ layer was formed by using supersonic oxygen molecular beams with the kinetic energy of 2 eV. The thickness was about 2 nm. Furthermore, the molecular beam irradiation during sample heating at 673 K gave a pure TiO$$_{2}$$ layer with the thickness of 80 nm.

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