Induced oxidation on Ni(111) by kinetic energy of O molecular beams

O分子線の運動エネルギーによるNi(111)の誘起酸化

寺岡 有殿; 川上 泰典; 吉越 章隆 ; Harries, J.; 平谷 篤也*

Teraoka, Yuden; Kawakami, Yasunori; Yoshigoe, Akitaka; Harries, J.; Hiraya, Atsunari*

超音速酸素ビームで酸化したNi(111)上の酸素の化学結合状態を低エネルギー電子回折と放射光光電子分光で分析した。O照射初期の酸素吸着構造は3配位fcc近接サイトである。Ni(111)の酸化層は、Oの入射エネルギーと供給量に依存するが、過酸化物,亜酸化物,NiOからできていることが見いだされた。入射エネルギーが0.6eVのとき、酸素吸着構造は初期には3配位fcc近接サイトであるが、亜酸化物と過酸化物を経て最終的にはNiO構造に変化する。それは入射エネルギーにかかわりなくNiO(111)である。入射エネルギーが大きくなるとNiO生成は低供給量でも起こり、3配位fcc近接サイトは初期段階から減少する。特に2.3eVでは極めて初期のNiO生成に有効であった。これはエネルギーの大きなOによるNi(111)の酸化では活性化吸着過程が起こることを意味している。

Chemical bonding states of oxygen, adsorbed on Ni(111) via supersonic O beams have been analyzed by low energy electron diffraction and synchrotron radiation X-ray photoemission spectroscopy. The oxygen-adsorbed structure in the early stages of O irradiation was assigned to be an three-folded near-fcc site. The oxide layer consisted of peroxide, suboxide, and NiO components depending on O incident energy and dose. In the 0.6 eV case, the three-folded near-fcc site changed finally to the NiO through suboxide and peroxide. The oxide layer was NiO(111) regardless of kinetic energy. With increasing kinetic energy, NiO formed in the lower O dose and the three-folded near-fcc sites decreased in the earlier stages. Especially, the kinetic energy of 2.3 eV was effective to form NiO in the extreme early stages. This implies that the activated adsorption occurs in the oxidation of Ni(111) by energetic O molecules.