超低圧酸素雰囲気下でのSi基板上低温グラフェン形成過程のリアルタイム放射光光電子分光

Real-time SR photoelectron-spectroscopy measurement of low-temperature graphitization of a SiC thin film on Si substrates under ULP oxygen ambient

今泉 京*; 高橋 良太*; 半田 浩之*; 齋藤 英司*; 吹留 博一*; 末光 眞希*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆 

Imaizumi, Kei*; Takahashi, Ryota*; Handa, Hiroyuki*; Saito, Eiji*; Fukidome, Hirokazu*; Suemitsu, Maki*; Teraoka, Yuden; Yoshigoe, Akitaka

われわれはSiC表面と酸素分子の温度・圧力反応図に注目し、酸素ガス雰囲気で1273Kという低温でSiC表面のグラフェン化が可能であることを見いだしている。今回われわれは超低圧酸素雰囲気下でのグラフェン形成過程を、放射光光電子分光法を用いたリアルタイム測定により評価した。Si(111)基板上にモノメチルシランを原料ガスに用いて成膜した3C-SiC(111)薄膜を用い、SPring-8 BL23SUにてリアルタイム放射光光電子分光測定を行った。反応時間の経過とともにsp2炭素に起因するC1sピーク成分が増大し、SiC薄膜表面のグラフェン化が進行していることが明らかになった。

We found that an SiC surface changed to a graphene film even at 1273 K in the oxygen gas ambient. As subsequent experiments, real-time photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation was applied to observe the graphene formation process in the ultra low pressure oxygen ambient. The 3C-SiC(111) surface, formed on the Si(111) surface using monomethylsilane, was used as a substrate. The real-time photoelectron spectroscopy was performed at BL23SU in the SPring-8. With increasing reaction time, a C1s photoelectron peak originated from sp carbon increased. It reveals that a graphene film is formed on the SiC surface.