X-ray photoemission study of oxidation process on Cu(110) surface using a hyperthermal O molecular beam

超熱エネルギーのO分子線を用いたCu(110)表面の酸化過程のX線光電子分光研究

橋之口 道宏*; 岡田 美智雄*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Hashinoguchi, Michihiro*; Okada, Michio*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

超熱エネルギーのO2分子線を用いてCu(100)、Cu(111)、Cu(110)表面の室温酸化過程を研究してきた。Cu(100)とCu(111)の酸化でCuOが生成する過程は衝突誘起吸収機構であり、Cu(110)では可動Cuアドアトムを含む反応機構であることを提案してきた。それゆえ、Cu(110)でCuOが生成する過程では表面温度が重要な因子になる。そこでCu(110)の酸化過程の温度依存性を放射光光電子分光と分子線を用いて示す。実験はすべてSPring-8のBL23SUの表面反応分析装置で行った。2.2eVの運動エネルギーでは300Kと比べて473Kの方がCu(110)の酸化物生成に効果的であることがわかった。

We have studied the oxidation processes on Cu(100), Cu(111) and Cu(110) surfaces at room temperature using hyperthermal O molecular beam. A collision-induced absorption mechanism was proposed for the oxidation process of Cu into CuO on Cu(100) and Cu(111). On the other hand, an additional mechanism involving mobile Cu adatoms was suggested for Cu(110). Thus, surface temperature is expected to be a key factor of CuO growth on Cu(110). Here, we present surface temperature dependence of oxidation processes on Cu(110) using molecular beams and X-ray photoemission spectroscopy in conjunction with synchrotron radiation. All experiments were performed with the surface reaction analysis apparatus constructed at BL23SU in SPring-8. We observed the efficient oxide formation on Cu(110) at 473 K in comparison with 300 K for the 2.2 eV incidence.