Hydrogen desorption from a diamond-like carbon film by hyperthermal atomic oxygen exposure

超熱原子状酸素暴露によるダイヤモンドライクカーボン膜からの水素脱離

横田 久美子*; 田川 雅人*; 北村 晃*; 松本 康司*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Yokota, Kumiko*; Tagawa, Masahito*; Kitamura, Akira*; Matsumoto, Koji*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

超熱原子状酸素に曝した水素化ダイヤモンドライクカーボン(DLC)中の水素と炭素の密度をラザフォード後方散乱分光と弾性反跳イオン分析で調べた。DLC中の水素密度は、原子状酸素の衝突エネルギーが3eV以上では炭素原子を取り去る必要があるが、2eV程度では酸素原子暴露とともに減少した。高い衝突エネルギーはDLCの深い部分からの水素の脱離に有効である。表面での水素密度は酸素原子暴露で6%減少したが、衝突エネルギーには依存しない。さらに、DLC中を拡散する遊離している水素は原子状酸素の衝突によるエネルギー移動によって脱離することがわかった。

The densities of hydrogen and carbon atoms in a hydrogenated diamond-like carbon (DLC) film exposed to a hyperthermal atomic oxygen beam were investigated by Rutherford backscattering spectroscopy and elastic recoil detection analysis. The hydrogen density in DLC decreased upon atomic oxygen exposure with collision energy as low as 2 eV, whereas an exposure greater than 3 eV was necessary to remove carbon atoms. A high collision energy also led to hydrogen desorption in the deeper region of DLC. The surface density of hydrogen decreased 6% by atomic oxygen exposure, and was independent of the collision energy. Additionally, the non-bonded hydrogen, which could diffuse in DLC, was desorbed by the energy transfer from the atomic oxygen collisions.