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Orientation of B-C-N hybrid films deposited on Ni (111) and polycrystalline Ti substrates explored by X-ray absorption spectroscopy

X線分光法により調べたニッケル単結晶及びチタン表面に蒸着したホウ素-炭素-窒素混合膜の配向について

Mannan, M. A.; 馬場 祐治; 木田 徹也*; 永野 正光*; 下山 巖; 平尾 法恵; 野口 英行*

Mannan, M. A.; Baba, Yuji; Kida, Tetsuya*; Nagano, Masamitsu*; Shimoyama, Iwao; Hirao, Norie; Noguchi, Hideyuki*

ホウ素,炭素,窒素を含む有機分子を原料物質に用い、高周波プラズマ加熱法により、ニッケル単結晶及びチタン表面にホウ素-炭素-窒素から成るハイブリッド薄膜を合成し、その配向について種々の分光学的手法により調べた。X線回折の結果、合成した薄膜は$$sp$$$$^{2}$$軌道を持つことがわかった。ラマン分光測定の結果も、$$sp$$$$^{2}$$軌道を持つB-C-N結合の生成を支持するものであった。放射光を用いたX線吸収端微細構造の測定結果から、ホウ素原子は3つの窒素原子と配位したBN$$_{3}$$構造をとり、BCN薄膜はニッケル単結晶表面に平行に配向することがわかった。一方、多結晶のチタン表面においては、BCN薄膜はランダムに配向することから、表面の化学的活性度が表面の配向に影響することがわかった。

Orientation of BCN hybrid films synthesized on Ni (111) and Ti substrates by radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition has been investigated. Formation of the $$sp$$$$^{2}$$-BCN hybrids was confirmed by X-ray diffraction. Raman spectra also suggested the presence of graphite-like $$sp$$$$^{2}$$-BCN hybrid bonds. Orientation and local structures of the films were studied by the near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) measurements using synchrotron radiation. The B K-edge NEXAFS spectra revealed the preferred formation of the $$sp$$$$^{2}$$-BCN hybrid configuration around the B atoms like-BN$$_{3}$$ on Ni (111). It was revealed that the BCN film is parallel to the surface on Ni(111). On the other hand, the film is randomly oriented on Ti surface. It was suggested that the chemical reactivity of the metal surface affects the orientation of the BCN hybrid film.

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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