高水素化DLC膜からの水素脱離に対する表面金属酸化膜の効果

Effect of surface metal oxide on the desorption of hydrogenation from hydrogenated diamond-like carbon films

田川 雅人*; 横田 久美子*; 古山 雄一*; 戸出 真由美; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Tagawa, Masahito*; Yokota, Kumiko*; Furuyama, Yuichi*; Tode, Mayumi; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

水素吸蔵材料の水素放出プロセスにおける表面酸化膜の効果を明らかにするために、水素を含有した金属含有ダイヤモンドライクカーボン(DLC)表面に酸素原子を照射することにより極薄金属酸化膜を形成して水素脱離に対する影響を評価した。酸素原子ビーム照射によって形成されたSiO層の厚さは、SiとSiの光電子ピーク強度比から約4.56.5nm程度と推定された。これは室温におけるSi中の酸素原子の拡散厚さよりも大きい。昇温脱離ガス分析を行った結果、酸素原子照射による水素脱離温度の変化はほとんど見られなかった。一方、Ti含有DLCに対して行った同様の実験では酸素原子照射により水素脱離温度の低下が認められたことから、金属酸化膜の種類により水素脱離への効果が異なることがわかった。

In order to make clear an effect of surface oxide layers for hydrogen desorption processes of hydrogen storage materials, ultra-thin metal oxide layers were formed on diamond-like-carbon (DLC) surfaces containing hydrogen and metals by irradiation of atomic oxygen beams. The thickness of SiO layer formed by the atomic oxygen beam irradiation was estimated to be about 4.5-6.5 nm on the basis of Si/Si photoemission peak area ratio. This value is larger than the diffusion depth of oxygen atoms in an Si crystal at a room temperature. Thermal desorption gas analyses revealed that a hydrogen desorption temperature did not change by the atomic oxygen beam irradiation. However, a hydrogen desorption temperature decreased in the atomic oxygen beam irradiation to a DLC containing Ti. The variation of hydrogen desorption temperature depends on a kind of metal oxide layer.